Разделение воды обеспечивает потенциальный механизм крупномасштабного преобразования и хранения солнечной энергии в виде возобновляемого химического топлива, такого как водород. Изобретение прямых методов исследования границ раздела раздела между зарядами и разделением воды позволяет разработать более эффективные устройства, которые производят водород из солнечного света и воды.
Открытие также проливает свет на фундаментальные вопросы, касающиеся переноса заряда на модифицированных интерфейсах.
Узким местом в разработке высокоэффективных солнечных водоразделительных устройств было отсутствие прямой количественной информации об электронном поведении границы раздела между катализатором и полупроводником. Чтобы лучше понять катализаторы, исследователи электрически контактировали с электродом из монокристаллического диоксида титана и покрывали его различными пленками катализатора.
Границы раздела полупроводник-катализатор были непосредственно исследованы во время их работы с использованием новой технологии фотоэлектрохимии с двумя электродами для независимого мониторинга и управления напряжением и током на обоих материалах. Используя этот подход, исследователи наблюдали, как заряд накапливается в катализаторе и изменяет напряжение на катализаторе.
Редокс-активные ионопроницаемые катализаторы, такие как гидроксид никеля / оксигидроксид никеля (Ni (OH) 2 / NiOOH), давали «адаптивные» переходы полупроводник-катализатор, где эффективная высота барьера Шоттки изменялась в зависимости от степени окисления катализатора.
Напротив, плотные, непроницаемые для ионов катализаторы на основе оксида иридия давали «скрытые» переходы с постоянной высотой барьера. Превращение плотных термически осажденных оксидов никеля на диоксиде титана в ионопроницаемый Ni (OH) 2 / NiOOH коррелирует с увеличением видимого фотоэдс и фактора заполнения. Исследователи предложили новую теорию адаптивных контактов и применили ее с помощью численного моделирования.
Хотя система, использованная в исследовании, неэффективна, эти результаты дают фундаментальное представление о динамическом поведении интерфейсов, которое поможет направлять дизайн эффективных устройств полупроводник-катализатор. Они также иллюстрируют новый класс адаптивных полупроводниковых переходов.
Меня тут экскурсия на кипарисовое озеро анапа заинтересовала, мне кажется такая информация порадует и заинтересует очень многих. По этому, если вам это интересно, то стоит обязательно посмотреть.