Новая система искусственного фотосинтеза становится стабильнее со временем

Вторник, 6 апреля 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

До сих пор все устройства искусственного фотосинтеза со временем только теряли в эффективности и становились менее стабильными. Теперь исследователи создали новую систему, которая при работе проявляет обратную тенденцию.

В процессе работы все предыдущие устройства искусственного фотосинтеза теряли в эффективности. Но новая разработка, наоборот, расщепляет воду со временем все лучше. Как такое возможно?

Системы искусственного фотосинтеза способны расщеплять воду на водород и кислород, используя для этого энергию солнечного света. На сегодня исследователи создали множество различных типов таких систем. Несмотря на это, большая их часть непригодна для коммерческого использования из-за проблем, связанных со стабильностью и низкой эффективностью.

Ранее ученые создали такую фотокаталитическую систему из кремния и нитрида галлия. Теперь исследователи обнаружили у нее удивительное свойство: со временем эффективность установки на основе этих материалов не падает, а наоборот — увеличивается. Кремний и нитрид галлия сегодня довольно доступны из-за того, что используются для изготовления светодиодов и солнечных элементов, поэтому установки искусственного фотосинтеза на их основе были бы достаточно дешевы и коммерчески доступны.

Исследователи снимали материал при помощи атомно-силовой микроскопии, чтобы посмотреть, как фотокатоды GaN преобразуют поглощенные фотоны в электроны, а затем используют эти свободные электроны для расщепления воды на водород и кислород. Ученые ожидали увидеть резкое снижение эффективности поглощения фотонов и стабильности материала через несколько часов. Но к своему удивлению, они наблюдали улучшение фототока на 2–3 порядка. Самый весомый вклад в этот процесс, как оказалось, вносят грани зерен внутри структуры материала.

Используя просвечивающую электронную микроскопию, ученые установили, что на поверхности зерен в процессе работы системы образуются дополнительные каталитические центры, которые и ускоряют реакцию расщепления воды. Теперь авторы разработки планируют провести опыты с другими материалами, чтобы увеличить эффективность устройства.

Работа опубликована в журнале Nature Materials.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 113
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003