Echipa comună de oameni de știință din Israel și Elveția au raportat cu privire la stabilirea celor mai eficiente până în prezent photoanode de oxid metalic pentru utilizare în celulele fotoelectrochimice - dispozitive care permit producerea de hidrogen într-un proces cunoscut sub numele de „divizare“ a moleculelor de apă cu ajutorul luminii solare. Realizări științifice, în care este implicată caracterizarea detaliată a nanostructurilor de oxid de fier. în viitor potențial poate ajuta la dezvoltarea unor celule solare mai eficiente.
Procesul de divizare a apei cu ajutorul razelor solare, în care apa este împărțită în hidrogen și oxigen. pot deveni în viitor calea cea mai curată de a genera energie dintr-o sursă regenerabilă. Nu este surprinzător că cercetătorii din întreaga lume caută materiale eficiente pentru producerea de fotoelectrozi care ar putea fi utilizați în acest proces.
Unul dintre materialele cele mai potrivite pentru producerea de fotoelectrozi este hematitul sau oxidul de fier (rugina). Pe de o parte, fierul este o resursă ieftină, disponibilă în cantități mari. Pe de altă parte, hematitul are o eficiență mare de conversie a energiei (până la 14-17%). Cu toate acestea, până în prezent nu a fost complet clar cum defectele din acest material afectează capacitatea sa de a transforma energia solară în combustibil pe bază de hidrogen, precum și de ce unele fotoelectroze din hematit se dovedesc a fi mai eficiente.
Într-o încercare de a răspunde la aceste întrebări împreună un grup de oameni de știință de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Elveția) și Institutul de Tehnologie din Israel (Israel) a decis să învețe cum să influențeze procesul de transformare a nanostructuri individuale hematit. Deși se știe că milioane de astfel de nanostructuri pot fi prezente pe o fotoelectrodă de centimetru, până acum influența lor a fost evaluată într-un complex (neglijând proprietățile nanostructurilor individuale). Interesul pentru detalierea acestui domeniu al cunoașterii nu a fost încă demonstrat de colegii de oameni de știință, în ciuda faptului că studiile timpurii au arătat deja diferențe în eficiența transformărilor nanostructurilor individuale.
Studiul diferitelor nano-obiecte pe suprafața electrodului, care au fost implicate, de asemenea, tehnici de microscopie electronică de transmisie, a permis oamenilor de știință să caute pentru proiectarea și sinteza optimă sugerează o metodă pentru crearea electrozi, cele mai eficiente din punct de vedere al disocierea apei. Inovațiile au oferit o fotocurentă la nivelul de 4 mA / cm2, care este cea mai mare valoare obținută vreodată pentru hematit și, în general, pentru orice fotoelectrozi pe bază de oxizi de metal.
Potrivit oamenilor de știință, munca lor va ajuta în viitor să producă celule mai eficiente pentru împărțirea apei, precum și panourile solare. Deși înainte ca tehnologia să ajungă pe piața comercială, multe lucruri rămân de făcut. Continuând cercetările asupra nanostructurilor de hemațiți, oamenii de știință intenționează să determine defectele și alte locuri "înguste" ale fotoelectrodei, care împiedică creșterea eficienței împărțirii apei cu ajutorul energiei solare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: