Computational modelling and simulations of materials for photocatalytic hydrogen production

Sjå for deg at du kan plassera ei solcella i vatn, solcella absorberer sollyset som kjem inn og skapar på den måten elektrisitet. I staden for å sende straumen ut i straumnettet med ein gang brukar me den til å splitte vatn molekyla som solcella er senka ned i. Dette gjer at me får hydrogen- og oksygengass. Me har altså lagra elektrisiteten i hydrogengass som me kan bruka på eit seinare tidspunkt.

Dessverre er det ikkje så lett å berre sette ei solcelle i vatn for å produsera hydrogen. Me treng spesielle materiale til det. Eit materiale som klarar å bruka solenergi til å splitta vatn molekyl kallar me fotokatalytisk og sjølve prosessen heitar fotokatalytisk hydrogenproduksjon. Her har det vore ei rivande utvikling dei siste åra ettersom jakta på rimeleg og grøn hydrogen har auka. Det som er spesielt med denne teknologien er at den ikkje treng eit straumnett for å frakta elektrisiteten frå solcellene til der ein vil produsera hydrogenet. Dette gjer det til ein ideell teknologi for solrike utviklingsland som har straumnett av varierande kvalitet.

Det er framleis fleire problem som må løysast før teknologien er moden nok til å bli tatt i bruk. Dette inkluderer utfordringar som lav sol-til-hydrogen effektivitet, levetid på materialet i bruk, pris, og ikkje minst manglande storskala løysingar.

I sitt ph.d.-prosjekt ønsker Håkon Eidsvåg å løysa fleire av desse problema gjennom målretta forsking på jakt etter nye materiale som kan brukast i fotokatalytisk hydrogen produksjon. I prosjektet har han brukt datamodellering og simuleringar til å undersøka dei elektroniske, optiske, strukturelle og fotokatalytiske eigenskapane til ulike materiale. I tillegg til å undersøka nye materiale har han også gått grundig gjennom mykje av det som er gjort fram til nå og avdekt strukturelle manglar når det kjem til samarbeid og rapporteringsmetodar.

Rettleiarar:

Professor Dhayalan Velauthapillai, Høgskulen på Vestlandet
Førsteamanuensis Ponniah Vajeeston, Universitetet i Oslo

Prøveforelesing kl. 10:15:

Computational methods beyond density functional theory for calculating excitons and optical properties in 2D semiconducting materials

Disputas kl. 13:15

Bedømmelseskomite:

Professor Peter Kratzer, Universität Duisburg-Essen, Tyskland (førsteopponent)
Forskar dr. Heesoo Park, Universitetet i Oslo (andreopponent)
Førsteamanuensis Constanza Susana Riera, HVL (leiar av bedømmelseskomiteen)

Disputasleiar  Kristin Fanebust Hetland, Høgskulen på Vestlandet

Det vil vera mogleg å følgja prøveforelesing og disputas via zoom. Lenkje til strøyming:

https://hvl.zoom.us/j/63060014371?pwd=WlF0RC9UeTNBTHdRQmR2bFdpQjRIQT09

Meeting ID: 630 6001 4371
Passcode: 244324