深色材料从阳光中挤出绿色燃料。
氢气是一种重要的合成原料,在可再生能源技术中发挥着关键作用;然而,由于其大部分来源于化石燃料,如天然气,它的证书被破坏了。一个来自团队已经发现利用混沌生产氢燃料更可持续的路线,俘获材料模仿自然光分解水的光。
植物体内的复杂酶是不可制造的,所以研究人员开发了利用高能、热电子将水分子切割成氢和氧气体的光催化剂。最近,纳米结构的金属,转换成强烈的,类似波等离子体共振的太阳电子吸引了氢生产的兴趣。高速金属等离子体帮助转移载体催化位点在他们放松和降低催化效率。SMT贴片加工
获得金属纳米粒子以响应整个可见光的宽带光谱是具有挑战性的。“电浆系统具有特定的几何形状,只在特征频率的陷阱,”Andrea Fratalocchi解释说,这项研究的负责人。“一些方法将多个纳米结构来吸收更多的色彩,但这些吸收发生在不同的空间位置,太阳的能量是没有收获,非常有效。”
Fratalocchi和他的团队发明了一种使用金属纳米结构称为近零的新策略(ENZ)材料生长与随机分形的针,类似于小松树。在突出的金属分支形成的空腔内,光的传播减慢到几乎静止状态。这使酶物质挤压所有可见光的颜色相同的纳米尺度的位置。
然而,优化制氢ENZ材料证明了一个长期的过程里。并不是每一个针状结构都能起到同样的作用,这意味着该小组必须对所有的制造参数进行微调,以找到有效反应的正确无序。然后选择半导体二氧化钛作为基底,收集高纯度的热电子晶体。最后,浓度和铂纳米粒子用于催化分解水分子需要精确控制位置、沉积与酶的复杂几何形状的困难。
结果是值得的毅力:实验显示产生热载流子的一个狭窄的10 nm的界面区域内效率整体300%的收益用于宽带光酶催化剂。
“由于控制其吸收的可能性,以及纳米结构太阳能收获理想的候选人,”Fratalocchi说。“我们最近设计了一个令人印象深刻的效率的工业样机,这使我们对这种技术的未来前景非常乐观。”