یکپارچه سازی nanomaterial با نور جذب مولکول قدرت توليد هيدروژن از آب و آفتاب

در خط با کاهش سوخت های فسیلی و مشکلات زیست محیطی سیاره ما چهره خود را به دلیل احتراق توسعه فناوری انرژی های پاک نسل یک موضوع جهانی مورد علاقه. در میان روش های مختلف پیشنهاد شده برای تولید انرژی پاک فتوکاتاليستی آب تقسیم است وعده بسیار نشان. این روش با بهره گیری از انرژی خورشیدی برای تقسیم آب (H2O) مولکول ها و به دست آوردن دهیدروژن (H2). H2 و سپس می تواند مورد استفاده قرار گیرد به عنوان یک کربن سوخت و یا به عنوان مواد اولیه در تولید بسیاری از مواد شیمیایی مهم.

در حال حاضر یک تیم تحقیقاتی به رهبری Kazuhiko Maeda در توکیو با تکنولوژی توسعه یافته جدید photocatalyst متشکل از نانو اکسید فلز ورق و یک ruthenium مولکول رنگ که با این نسخهها کار بر اساس یک مکانیسم مشابه به رنگ-سلول های خورشیدی حساس شده. در حالی که اکسیدهای فلزی هستند که photocatalytically فعال به صورت کلی تقسیم آب به H2 و O2 را گسترده باند شکاف رنگ-حساس اکسیدهای می توانید با استفاده از نور مرئی جزء اصلی از نور خورشید است. جدید photocatalyst است که قادر به تولید H2 از آب با گردش مالی فراوانی 1960 در هر ساعت و خارجی عملکرد کوانتومی 2.4%.

این نتایج بالاترین ثبت شده برای رنگ-حساس photocatalysts تحت نور مرئی آوردن Maeda تیم یک گام نزدیک تر به هدف فتوسنتز مصنوعی — تکرار فرایند طبیعی با استفاده از آب و نور خورشید برای تولید پایدار انرژی است.

مواد جدید منتشر شده در مجله انجمن شیمی آمریکااست که ساخته شده از بالا-سطحی-منطقه کلسیم niobate nanosheets (HCa2Nb3O10) intercalated با پلاتین (Pt) nanoclusters به عنوان H2-سایت در حال تحول. اما پلاتین اصلاح شده nanosheets به تنهایی کار نمی کند به عنوان آنها نمی جذب نور خورشید موثر است. بنابراین یک نور مرئی جذب ruthenium مولکول رنگ همراه با nanosheet را قادر می سازد خورشیدی-رانده H2 تکامل است.

آنچه باعث می شود این مواد موثر است استفاده از nanosheets که می تواند به دست آمده توسط مواد شیمیایی لایه برداری از صفحه HCa2Nb3O10. بالا-سطح منطقه و ساختاری انعطاف پذیری nanosheets حداکثر رساندن رنگ-بارگذاری و تراکم H2 تکامل سایت, که به نوبه خود به بهبود H2 تکامل بهره وری. همچنین به بهینه سازی عملکرد Maeda تیم تغییر nanosheets با آمورف آلومینا که نقش مهمی در بهبود انتقال الکترون بهره وری. “کم سابقه از مواد معدنی و ألمن اصلاح برای nanosheets ترویج رنگ-بازسازی در طول واکنش بدون مانع تزریق الکترون از هیجان زده-دولت رنگ به nanosheet — گام اولیه رنگ-حساس H2 تکامل” Maeda می گوید.

“تا زمانی که به تازگی آن در نظر گرفته شد بسیار دشوار است برای رسیدن به H2 تکامل از طریق آب به طور کلی تقسیم تحت نور مرئی با استفاده از رنگ-حساس photocatalyst با راندمان بالا” توضیح می دهد که Maeda. “ما نتیجه جدید به وضوح نشان می دهد که این در واقع ممکن است با استفاده از یک به دقت طراحی شده مولکول-nanomaterial ترکیبی.”

تحقیقات بیشتر هنوز هم باید انجام شود به عنوان آن خواهد بود لازم را برای بهینه سازی بیشتر طراحی ترکیبی photocatalyst به بهبود کارایی و دوام طولانی مدت. فتوکاتاليستی آب تقسیم ممکن است بسیار مهم از جلسه جامعه خواسته های انرژی بیشتر بدون آسیب رساندن به محیط زیست و مطالعات شبیه به این یکی ضروری سنگ پله برای رسیدن به هدف ما از سبزتر آینده.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط موسسه تکنولوژی توکیو. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im