Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Научные Работники Вводят Разлад в Titanium Двуокиси Nanocrystals для того чтобы Создать Эффективный Photocatalyst

Published on January 31, 2011 at 12:56 AM

Меньший разлад идет длинний путь, специально когда это прибывает в обуздывать энергию солнца.

Научные Работники от Министерства Энергетики США Лаборатория Лоренса Беркли Национальная (Лаборатория Беркли) jumbled атомное строение поверхностного слоя nanocrystals titanium двуокиси, создавая катализатор который и продолжителен и эффективне чем все другие материалы в использовании энергии солнца для того чтобы извлечь водопод от воды.

Их photocatalyst, который ускоряет ход свет-управляемых химических реакций, первое для того чтобы совместить стойкость и рекордную эффективность, делая им соперника для пользы в нескольких технологий экологически чистой энергии.

Он смог предложить загрязнени-свободный путь произвести водопод для пользы как несущая энергии в отсеки топливного бака. Отсеки топливного бака были eyed как алтернатива к двигателям сгорания в кораблях. Молекулярный водопод, однако, существует естественно на Земле только в очень низкой концентрации. Его необходимо извлечь от исходное сырьё как природный газ или вода, энерги-интенсивнейший процесс который один из барьеров к широко распространённый вставке технологии.

«Мы пробуем найти более лучшие пути произвести водопод от воды используя солнечность,» говорит Самюэль Mao, научный работник в Разделении Технологий Энергии Лаборатории Беркли Относящом К Окружающей Среде которое вело исследование. «В этой работе, мы ввели разлад в nanocrystals titanium двуокиси, который значительно улучшает свои способность и эффективность светлой абсорбциы в производить водопод от воды.»

Mao соответствуя автор бумаги на этом исследовании которое было опубликовано он-лайн 20-ое января 2011 в Науке Курьерской с названием «Увеличивая Солнечной Абсорбциой для Photocatalysis с Чернотой, Наполненной водородом Titanium Двуокиси Nanocrystals.» Co-Authoring бумага с Mao исследователя Xiaobo Chen Лаборатории Беркли собрата, Леи Liu, и Питер Yu.

Mao и его исследовательская группа начали с nanocrystals titanium двуокиси, которая материал полупроводника который использован как photocatalyst для ускорения химических реакций, как обуздывать энергию от солнца для того чтобы поставить электроны которые разделяют воду в кислород и водопод. Хотя durable, titanium двуокись нет очень эффективного photocatlayst. Научные Работники работали для того чтобы увеличить свою эффективность путем добавлять примеси и делать другие изменения.

Научные работники Лаборатории Беркли попробовали новый подход. В дополнение к добавлять примеси, они проектировали разлад в обычно совершенную решетчатую структуру атом--атома поверхностного слоя nanocrystals titanium двуокиси. Этот разлад был введен через гидрогенизацию.

Результат сперва разлад-проектированные nanocrystal. Одно преобразование было очевидно: обычно белые nanocrystals titanium двуокиси повернули черноту, знак что проектированный разлад произвел ультракрасную абсорбциу.

Научные работники также догадались разлад форсировали представление photocatalyst. Для того чтобы узнать если их горб был правилен, то, они погрузили разлад-проектированные nanocrystals в воде и подвергли действию они к сымитированному солнечному свету. Они нашли что 24 процента солнечного света поглощенного photocatalyst был преобразован в водопод, тариф продукции который около 100 времен большле чем выход большинств photocatalysts полупроводника.

В добавлении, их photocatalyst не показал никакие знаки ухудшения во время периода испытания 22 дней, смысли он потенциально прочен достаточно для реальной пользы.

Своя эффективность наземного ориентира запруживает в большинстве от способности photocatalyst поглотить инфракрасный свет, делая им первый photocatalyst titanium двуокиси для поглощения света в этой длине волны. Она также поглощает видимый и ультрафиолетовый свет. В контрасте, большинств photocatalysts titanium двуокиси только поглощают ультрафиолетовый свет, и те содержа дефекты могут поглотить видимый свет. Ультрафиолетовый свет определяет меньш чем 10 процентов солнечной энергии.

«Больше энергии от солнца которое может быть поглощено photocatalyst, больше электронов можно поставить к химической реакции, которая делает черной titanium двуокисью очень привлекательный материал,» говорят Mao, который также профессор инженерства адъюнкта в Университете Штата Калифорнии на Беркли.

Заключения команды интригуя экспириментально более добавочно были разъяснены теоретическими физиками Питером Yu и Леями Liu, которые исследовали как jumbling latticework атомов на nanocrystal поверхностных через гидрогенизацию изменяет свои электронные свойства. Их вычисления показали что разлад, в форме дефектов решетки и водопода, делает его возможным для входящих фотонов возбудить электроны, которые после этого скачут через зазор где никакие положения электрона не могут существовать. Раз через этот зазор, электроны свободны подпитать химическую реакцию которая разделяет воду в водопод и кислород.

«Путем вводить специфический вид разлада, средний-зазор электронные положения созданы сопроводил уменьшенным зазором диапазона,» говорит Yu, который также профессор в Университете Штата Калифорнии на Физическом Факультете Беркли. «Это делает его возможным для ультракрасной части солнечного спектра быть поглощенным и внести вклад в photocatalysis.»

Источник: http://www.lbl.gov/

Last Update: 11. January 2012 11:04

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit