新的水分解催化剂可以更容易地生成太阳能燃料

  由于包括宾厄姆顿大学纽约州立大学教师在内的新研究,水分裂,即收集太阳能以产生能量密度燃料的过程可以简化。

  “关键的想法是产生一种太阳能燃料:氢气,可以燃烧以按需释放能量而不释放二氧化碳,”宾厄姆顿大学物理学副教授Louis Piper说。“对于水分解,我们使用可见光产生光激发的负电子和正空穴然后分离,以便将水催化成氧气和氢气。储存气体比使用电池装置更直接(和更便宜),所以这种方法有清洁能源收集和储存的好处。“

  包括Piper在内的一个研究小组想出了如何“掺杂”(或添加金属离子)到五氧化二钒(M-V2O5)纳米线中,提高了最高的填充能级,从而更有效地将空穴从量子点转移到纳米线,即光激发的分离电子和空洞。

  “如果你不掺杂,那么就会形成腐蚀量子点的正空穴(称为光腐蚀),”派珀说。“使用计算和化学直觉,我们预测掺杂Sn2 +离子将导致出色的能量排列和有效的电荷分离。我们看到,我们获得的太阳能采集的氢气量增加了十倍。”

  研究人员正在与布法罗大学和德克萨斯A&M大学的合作者合作,通过用铂金装饰量子点来增强氢气的演变。

  “我们希望铂能够通过充当电子的催化位点来改善物质,但我们的最终目标是寻找成本较低的装饰替代品,”Piper说。

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