Создан эффективный катализатор искусственного фотосинтеза

Группа исследователей из Университета Райса (штат Техас), возглавляемая профессором химии Кентоном Уитмиром (Kenton Whitmire), вместе с коллегами из Хьюстонского университета обнаружила, что вырастив слой активного катализатора прямо на поверхности наноструктурированного массива можно получить материал для искусственного фотосинтеза — преобразования солнечной энергии в химическую. Он расщепляет воду на молекулярные кислород и водород под действием света с полной эффективностью, предсказываемой теорией для используемого полупроводника — диоксида титана.

Катализатор, разделяющий воду на водород и кислород, авторы получили из трёх элементов — железа, марганца и фосфора. Для равномерного его нанесения на светопоглощающий массив наностержней TiO2 использовалось химическое осаждение из газовой фазы в вакуумной печи.

Для получения «первой тонкой плёнки гетеробиметаллического фосфида» потребовалось 30 минут при температуре всего 350 °C. При этом наблюдаемые в ней устойчивые гексагональные структуры атомов ранее были достижимы только при нагреве выше 1200 °C.

«Температуры более 1200 °C разрушают полупроводящий массив, — отмечает Уитмир в статье для Chemistry: A European Journal. — Но эти плёнки можно изготавливать при низких температурах, что позволяет им равномерно покрывать фотопоглотитель и взаимодействовать с ним, образуя гибридный электрод».

В лабораторных испытаниях такой комбинированный фотоанод продемонстрировал отличную стабильность и плотность тока, достигающую 10 мА/см2.

Полученная пленка также обладает ферромагнитными свойствами и имеет низкую точку Кюри, что по словам авторов, позволяет реализовать магнитное охлаждение фотоэлектрода.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

ko.com.ua