Искусственный фотосинтез и светопоглощающие молекулы

Истощение запасов ископаемого топлива ставит учёных всего мира перед задачей разработки технологий получения возобновляемой энергии. Выработка «зелёной» энергии может осуществляться различными способами, одним из которых является фотокаталитическое расщепление воды. Этот метод считается перспективным, поскольку он не требует больших вложений и расходов ресурсов. В его основе лежит расщепление молекул воды при помощи солнечной энергии и получения водорода. В дальнейшем водород можно использовать как безуглеродное топливо или в качестве сырья для получения разнообразных химических соединений. Исследовательский коллектив Токийского технологического института во главе с Казухико Маеда создала фотокатализатор, который состоит из наноразмерных пластин оксида металла и молекул рутениевого красителя. Новый фотокатализатор располагает неоспоримым преимуществом перед аналогичными конструкциями, которые имеют широкие запрещённые зоны. Конструкция японских учёных может использовать основной компонент солнечного света – его видимую часть. Он способен генерировать водород из воды с внешним квантовым выходом 2,4%.

Фотокатализатор группы Маеда включает нанопластины ниобата кальция с высокой площадью поверхности. В качестве центров, выделяющихся из водорода, используются нанокластеры платины. Использование нанопластин и объединение с молекулами рутениевого красителя, поглощающими видимый солнечный свет, обеспечивает выделение молекул водорода под действием солнечного излучения. Увеличение эффективности выделения водорода достигается большой площадью поверхности и структурной гибкостью нанопластин. Для оптимизации производительности устройства исследователи модифицировали нанопластины аморфным глинозёмом, который способствует повышению эффективности переноса электронов. По словам Маеда «применение глинозёма для нанопластин помогает регенерации красителя, при этом отсутствуют любые препятствия для инжекции электронов из красителя в нанопластину». Таким образом достигается первичная стадия сенсибилизированного красителем выделения молекул водорода. Учёный продолжает: «до сих пор считалось, что добиться выделения водорода при помощи расщепления воды в видимой части спектра при помощи сенсибилизированного красителем фотокатализатора практически невозможно. Наши разработки демонстрируют, что этого вполне можно достичь, если использовать интеграцию гибрида «молекула-наноматериал». Как можно убедиться, учёные всё более уверенно и настойчиво продвигаются в направлении создания «зелёных» технологий выработки энергии.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.