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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

과학자는 능률적인 Photocatalyst를 만들기 위하여 이산화티탄 Nanocrystals에 있는 무질서를 소개합니다

Published on January 31, 2011 at 12:56 AM

조금 무질서는 긴 쪽 태양의 에너지 이용에 관해서, 특히 갑니다.

로오렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 실험실) 원자 구조 미국 에너지성에서 과학자는 근해에서 수소를 추출하기 위하여 태양의 에너지 이용에 있는 그밖 물자 모든 보다는 능률적 오래 견디기도 하고 인 촉매를 만드는 이산화티탄 nanocrystals의 지상 층의 뒤죽박죽이 되었습니다.

빛 몬 화학 반응을 가속하는, 그들의 photocatalyst는 그것에게 몇몇 청결하 에너지 기술에 있는 사용을 위한 경쟁자를 만드는 내구성과 기록 갱신 효율성을 결합하는 첫번째 입니다.

그것은 연료 전지에 있는 에너지 운반대로 사용을 위한 수소를 생성하는 무공해 쪽을 제안할 수 있었습니다. 연료 전지는 차량에 있는 연소 기관에 대안으로 주목되었습니다. 분자 수소는, 그러나, 아주 낮은 사격량에서서만 지구에 자연적으로 존재합니다. 그것은 천연 가스 근해 의 기술의 대폭적인 실시에 방벽의 한개인 에너지 집약 프로세스와 같은 공급 원료에서 추출되어야 합니다.

"우리는 햇빛을 사용하여 근해에서 수소를 생성하는 더 나은 쪽을 찾아내는 것을 시도하고 있습니다," Samuel 마오, 버클리 실험실의 연구를 지도한 환경 에너지 기술부에 있는 과학자를 말합니다. "이 일에서, 우리는 매우." 효율성 그리고 근해에서 수소 생성에 있는 그것의 흡광 능력 을 향상하는 이산화티탄 nanocrystals에 있는 무질서를 소개했습니다,

마오는입니다 온라인 2011년 1월 20일 간행된 이 연구에 종이의 대응 저자 제목 "검정, 수소화한 이산화티탄 Nanocrystals를 가진 Photocatalysis를 위한 증가 태양 흡수에 급행 과학에서." 마오와 가진 서류를 공저해서 동료 버클리 실험실 연구원, 그리고 피터 Yu이십시오 Xiaobo 첸, Lei Liu.

마오와 그의 연구 단체는 태양에서 에너지 이용과 같은 화학 반응을 가속하기 위하여 산소와 수소로 근해를 나누는 전자를 공급하기 위하여 photocatalyst로 이용되는 반도체 물자인 이산화티탄의 nanocrystals에서 시작했습니다. 내구재가, 이산화티탄 아주 능률적인 photocatlayst가 아니더라도. 과학자는 불순을 추가하고 그밖 수정을 해서 그것의 효율성을 증가하기 위하여 일했습니다.

버클리 실험실 과학자는 새로운 접근을 시도했습니다. 불순 추가 이외에, 그(것)들은 이산화티탄 nanocrystals의 지상 층의 정규적으로 완벽한 원자 에 의하여 원자 살창 구조로 무질서를 설계했습니다. 이 무질서는 수소첨가를 통해 소개되었습니다.

결과는 첫째로 무질서 설계한 nanocrystal입니다. 1개의 전이는 명백했습니다: 일반적으로 백색 이산화티탄 nanocrystals는 검정, 적외선 흡수가 설계한 무질서에 의하여 열매를 산출했다 표시를 돌았습니다.

과학자는 또한 무질서를 밀어주었습니다 photocatalyst의 성과를 추측했습니다. 그들의 육봉이 정확했던지 알아내기 위하여는, 그(것)들은 근해에 있는 무질서 설계한 nanocrystals를 가라앉히고 시뮬레이트한 햇빛에 드러냈습니다. 그(것)들은 photocatalyst에 의해 흡수된 수소로 햇빛의 24% 변환되었다는 것을 것을을, 대략 100 시간 대부분의 반도체 photocatalysts의 수확량 보다는 더 중대한 생산 비율 발견했습니다.

추가적으로, 그들의 photocatalyst는 22 일 테스트 기간 도중 강직, 잠재적으로 실사회 사용을 위해 튼튼한 충분히 의미의 어떤 표시도 보여주지 않았습니다.

그것의 경계표 효율성은 이 파장에 있는 빛을 흡수하기 위하여 그것에게 첫번째 이산화티탄 photocatalyst를 만드는 적외선을 흡수하는 photocatalyst의 기능에서 크게 생깁니다. 그것은 또한 눈에 보이는 자외선을 흡수합니다. 대조적으로, 대부분의 이산화티탄 photocatalysts는 단지 자외선만 흡수하고, 결점을 포함하는 그들은 가시 광선을 흡수할 수 있습니다. 자외선은 태양 에너지의 10% 미만 의 비율입니다.

"Photocatalyst에 의해 흡수될 수 있는 태양에서 추가 에너지, 추가 전자는 까만 이산화티탄에게 아주 매력적인 물자를 하는, 화학 반응에" 말합니다 또한 버클리에 가주 대학에 있는 부가물 기술설계 교수인 마오를 공급될 수 있습니다.

팀의 음모를 꾸미는 실험적인 사실 인정은 이론적인 물리학자 및 탐구한 Lei Liu로 피터 Yu 수소첨가를 통해 지상 nanocrystal에 원자의 뒤죽박죽이 되는 것이 그것의 전자 속성을 어떻게 latticework 바꾸는지 더 설명되었습니다. 그들의 계산은 들어오는 광양자가 전자 국가가 존재할 수 없는 간격을 통해 그 때 뛰어오르는 전자를 흥분하도록 무질서가, 격자 결점과 수소의 모양으로, 가능하게 한다는 것을 제시했습니다. 한 번 이 간격을 통해, 전자는 수소와 산소로 근해를 나누는 화학 반응을 격려하게 자유롭습니다.

"무질서의 특정 종류를 소개해서, 전자 상태가 만드는 중앙 간격은 감소된 띠 간격을 동반했습니다," 또한 버클리의 물리학 부에 가주 대학에 있는 교수인 Yu를 말합니다. "이것은 흡수되게 태양 스펙트럼의 적외선 부분을 위해 가능하게 하고 photocatalysis에 기여합니다."

근원: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:56

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