Nanocrystalline Water Splitting Photodiodes II; Device Engineering, Integration and Scale-up

纳米晶水分解光电二极管 II;

基本信息

  • 批准号:
    EP/J500136/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 78.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2011 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Objectives The objectives of the research programme have been broken down as follows. The primary objective of this project is to deliver inexpensive, scaled-up, efficient (> 7% solar energy conversion efficiencies; quantum yields > 30%), visible-light absorbing nanocrystalline semiconductor photocatalyst diode demonstrators for distributed fuel production and utlilisation via household installations. This will be achieved by the following objectives: * To create test semiconductor photochemical diodes and assess and optimise their performance * To utilise novel and more established routes to produce highly active, visible light absorbing, nanoparticulate semiconductor metal oxide photocatalysts * To synthesise, deposit and characterise novel metal and metal oxide nano-catalysts onto the water oxidation side of the photocatalyst supports. * To convert the most promising photocatalyst nanopowders (made via pilot plant CHFS) or commercial semiconductor powders into coatings. * To assess the ability of the functionally graded photodiodes for water reduction and oxidation * To coat nanoparticles of known catalysts (e.g. Pt or Ni) onto the water reduction side (for hydrogen gas production) of the photocatalyst films using photo, sol gel, thermal, cold gas spray, sputtering or related deposition techniques. * To optimise the performance of the devices through careful control of the interfaces * To develop an engineering model of the photochemical device in order to inform design decisions based on mechanical, thermal, hydrodynamic and charge (electronic and ionic) considerations. * To perform an applications feasibility assessment, including investigation into how photocatalyst diode demonstrators can be integrated with working fuel cell devices for household use, to provide constant or intermittent power as well how to operate in conjunction with solar water heating and combined heat and power (CHP) devices. * To test a device in combination with a fuel cell, hydrogen storage and simulated domestic power demand to develop and refine control and operational methodologies and examine physical integration to address water and thermal management. * To develop a system model for the sizing of units and operational optimisation for different applications and system configurations. * To test the working prototype in an actual domestic, distributed energy production, storage and usage environment. * To perform a life-cycle assessment of the device and system as well as a techno-economic (leading to cost model) analysis to inform commercialisation and investment strategies at the end of this phase.
目的研究计划的目标已被分解如下。该项目的主要目的是提供廉价,缩放,高效的(> 7%的太阳能转化效率;量子收益率> 30%),可见光的吸收纳米晶半导体光电载体光载体二极管二极管二极管二极管二极管二极管演示剂,用于分布式燃料生产和通过家庭安装。这将通过以下目标来实现: *创建测试半导体光化二极管,并评估并优化其性能 *,以利用新颖和更既定的途径来产生高度活跃,可见光吸收的光吸收,纳米纳米通心粉半导体金属氧化物金属氧化物金属氧化物的光定位剂,以使新的金属和金属氧化金属氧化金属氧化物氧化金属氧化物的形象化,并表现支持。 *将最有前途的光催化剂纳米植物(通过飞行员工厂制造)或商业半导体粉末转换为涂料。 *用于评估功能分级的光二极管的水还原和氧化 *的能力 *,以涂层已知催化剂(例如PT或Ni)的纳米颗粒,使用光催化剂膜的光催化剂膜(用于氢气产生)的能力,使用照片,Sol Gel,Thermal,Thermal,Cold Aper,Sputter,Sptuster,Sptuster或相关沉积技术。 *通过仔细控制接口 *来优化设备的性能 *以开发光化学设备的工程模型,以便基于机械,热,流体力学和电荷(电子和离子)考虑的考虑为设计决策提供了信息。 *进行应用可行性评估,包括调查如何将光催化剂二极管示威者与工作燃料电池设备集成在一起,以提供恒定或间歇性的功率,以及如何与太阳能水热以及联合热量和热量和功率(CHP)设备一起操作。 *与燃料电池相结合测试设备,氢存储和模拟国内电力需求,以开发和完善控制和操作方法,并检查物理整合以解决水和热管理。 *开发一个系统模型,用于针对不同应用程序和系统配置的单元和操作优化。 *在实际的国内,分布式能源生产,存储和使用环境中测试工作原型。 *对设备和系统进行生命周期评估以及技术经济(导致成本模型)分析,以在此阶段结束时为商业化和投资策略提供信息。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Atmospheric pressure chemical vapour deposition of boron doped titanium dioxide for photocatalytic water reduction and oxidation.
  • DOI:
    10.1039/c3cp52665h
  • 发表时间:
    2013-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    P. Carmichael;David Hazafy;D. Bhachu;A. Mills;J. Darr;I. Parkin
  • 通讯作者:
    P. Carmichael;David Hazafy;D. Bhachu;A. Mills;J. Darr;I. Parkin
Electrophoretically deposited TiO2 compact layers using aqueous suspension for dye-sensitized solar cells.
使用用于染料敏化太阳能电池的水悬浮液电泳沉积 TiO2 致密层。
  • DOI:
    10.1039/c3cp51705e
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Li X
  • 通讯作者:
    Li X
Effect of pretreatment temperature on the photocatalytic activity of microwave irradiated porous nanocrystalline ZnO
  • DOI:
    10.1039/c4nj01465k
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Ali, Tarek T.;Narasimharao, Katabathini;Al-Thabaiti, Shaeel A.
  • 通讯作者:
    Al-Thabaiti, Shaeel A.
Aerosol assisted chemical vapor deposition of conductive and photocatalytically active tantalum doped titanium dioxide films
  • DOI:
    10.1039/c4ta01618a
  • 发表时间:
    2014-08-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Bawaked, Salem M.;Sathasivam, Sanjayan;Parkin, Ivan P.
  • 通讯作者:
    Parkin, Ivan P.
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