В соответствии с истощение запасов ископаемого топлива и экологические проблемы нашей планеты лицами за счет их сгорания, развития технологий для производства чистой энергии-это тема глобального интереса. Среди различных методов, предложенных для генерации экологически чистой энергии, фотокаталитического расщепления воды показывает много обещаний. Этот метод использует солнечную энергию для расщепления воды (молекул H2O) и получения водорода (Н2). Н2 могут быть использованы в качестве углеродного топлива или как сырье в производстве многих важных химических веществ.
Теперь, исследовательская группа под руководством Кацухико Маэда в Токио технологий разработала новый фотокатализатор, состоящий из наноразмерных оксидов металлов листы и рутений краситель, молекула, работающая по механизму, аналогичному сенсибилизированные красителем солнечные элементы. В то время как оксиды металлов, которые photocatalytically активный для общего расщепления воды на Н2 и О2 имеют широкие запрещенные зоны, сенсибилизированные красителем оксиды могут использовать видимого света, основным компонентом солнечного света. Новый фотокатализатор способен генерировать Н2 из воды с частотой оборота 1960 в час и внешним квантовым выходом 2.4%.
Эти результаты являются самыми высокими записанных на сенсибилизированные красителем фотокатализаторов под видимым светом, в результате команда Маеды на шаг ближе к цели искусственного фотосинтеза-подгонять естественный процесс, используя воду и солнечный свет для устойчивого производства энергии.
Новый материал, сообщили в Журнале Американского химического общества, состоит из высокой площади поверхности ниобата nanosheets кальция (HCa2Nb3O10) интеркалированного с платиной (PT), нанокластеры как Н2-развивается сайтах. Однако, платину-модифицированных nanosheets не работайте в одиночку, так как они не эффективно поглощают солнечный свет. Так что видимый свет-поглощает рутений молекулы красителя в сочетании с nanosheet, позволяя солнечным приводом Н2 эволюции.
Что делает материал эффективным является использование nanosheets, которые могут быть получены путем химической эксфолиации слоистых HCa2Nb3O10. Высокой площади поверхности и структурная гибкость nanosheets максимизировать красителя нагрузок и плотности Н2 сайтах эволюции, которая, в свою очередь, повысить эффективность Н2 эволюции. Кроме того, для оптимизации производительности, команда Маеды изменил nanosheets с аморфного глинозема, который играет важную роль в повышении эффективности переноса электронов. «Беспрецедентно, модификация глинозема для nanosheets красителей способствует регенерации ходе реакции, не препятствует инжекции электронов из возбужденного состояния красителя nanosheet — основной шаг светочувствительных Н2 эволюция», — говорит Маэда.
«До недавнего времени, он считался очень трудно достичь Н2 эволюции через общую расщепления воды под действием видимого света с помощью светочувствительных фотокаталитический с высокой эффективностью», — объясняет Маэда. «Наш новый результат наглядно демонстрирует, что это действительно возможно, с помощью тщательно разработанных молекулы-гибридный наноматериал».
Больше исследования все еще должно быть сделано, как это будет необходимо для дальнейшей оптимизации конструкции гибридного фотокатализатора для повышения эффективности и долговечности. Фотокаталитического расщепления воды может быть важнейшим средством удовлетворения энергетических потребностей общества без дальнейшего ущерба для окружающей среды, и исследования, подобные этому являются важнейшим фактором в достижении нашей цели-зеленому будущему камни.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!