В соответствии с ростом опасений по поводу состояния нашей планеты, совершенствования технологии для альтернативной энергетики стал горячей темой среди исследователей во всем мире. Среди многих методов изучаются для выработки чистой энергии, расщепления воды является очень перспективным. В частности, вода (Н2О) может быть разделена для получения водорода (Н2) с помощью солнечной энергии; это известно как фотоэлектрохимическое расщепление воды. Дигидрогена может быть использован в качестве экологически чистого топлива для других машин или для выработки электроэнергии, что означает, что улучшение нашей воды-разделение методов является гарантированный способ уменьшить выбросы углерода и уменьшить глобальное потепление.
Как фотоэлектрохимическое расщепление воды? Короче, один из способов сделать это заключается в использовании определенного типа полупроводникового материала, который называется фотоанодом, и подключить его к небольшой источник напряжения и металлической проволоки, которая выступает в качестве катода. При воздействии солнечного света, воды разделяется на свои составляющие атомов на этих двух концов; атомы рекомбинируют и образуют полезную Н2 и O2 в качестве побочного продукта. Важным шагом здесь является поиск стабильных, высокоэффективных материалов для фотоанодом за подэтап окисления, который предполагает формирование О2, является одним из самых сложных.
К сожалению, большинство исследований было сосредоточено на классе фотоанодов называется oxynitrides, которые страдают от нестабильности и деградируют довольно быстро, потому что они склонны к окислению, когда освещается светом. Для решения этой проблемы команда исследователей из Токио технологий под руководством профессора Кацухико Маэда, сосредоточили свое внимание на другой тип фотоанодом материала, оксифторидного с химической формулой Pb2Ti2O5.4F1.2. Эта смесь не страдают от окисления за счет его электронных свойств.
При этом оксифторидного, как сообщается, быть перспективной для многих других приложений, нет никаких исследований о его эффективности фотоэлектрохимических как фотоанодом для расщепления воды. Исследовательская группа изучала эту смесь при различном освещении и прикладные напряжению, и нашли, что, чтобы использовать его в качестве фотоанодом, надо изменить ее поверхности с другими соединениями. Во-первых, слой оксида титана (TiO2) должны быть сданы на поверхности оксифторидного для увеличения фототока, генерируемого воды-расщепление реакции. Затем, производительность фотоанодом может быть значительно повышена путем дальнейшего покрытия с оксидами кобальта (диктор Bluetooth), которые проникают через трещины в слое TiO2 и продвигать нужные реакции. «Пост-модификация фотоанодом с воды-окисление промоутер оказалось необходимым для достижения стабильной работы в большинстве случаев», — замечает профессор Маэда.
Ученые проводили несколько экспериментов, чтобы охарактеризовать их фотоанодом и ее эффективность для расщепления воды при различных условиях, таких как различные типы света и по-разному напряжение тока и значениях pH (которая является мерой кислотности воды). Их результаты являются многообещающими и весьма полезен для других исследователей к правильном направлении. «До сих пор, oxynitrides и аналогичные соединения рассматривались в качестве перспективных, но сложных в обращении материалов для фотоанодов из-за своей внутренней нестабильности в собственной окисления. Pb2Ti2O5.4F1.2 представляет собой долгожданный прорыв в этом направлении», — заключает профессор Маэда. Технология расщепления воды может иметь решающее значение для удовлетворения наших потребностей в энергии без дальнейшего ущерба для окружающей среды, и исследования, подобные этому являются важнейшим фактором для достижения наших целей зеленому будущему.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!