Наноструктурований оксигалогенідний каталізатор демонструє рекордну ефективність у виробництві сонячного пального
Новітні досягнення в галузі сонячної енергетики: нанопористий фотокаталізатор для ефективної генерації водню
Останні досягнення в сфері альтернативної енергетики роблять значні кроки вперед, відкриваючи нові горизонти для ефективного виробництва енергії. Вчені з Інституту науки Токіо розробили нанопористий фотокаталізатор, який суттєво підвищує можливості генерації водню з води та перетворення вуглекислого газу у форміат завдяки сонячному світлу. Новий матеріал під назвою Pb2Ti2O5.4F1.2 (PTOF) продемонстрував вражаючу активність, перевищуючи попередні оксигалогенні фотокаталізатори в 60 разів.
Фотокаталізатори відомі своєю здатністю використовувати сонячне світло для виконання хімічних реакцій. Вони поглинають світло, виробляючи електрони та дірки, що сприяють реакціям, таким як виробництво водню та перетворення вуглекислого газу. Що робить PTOF унікальним, так це його здатність поглинати видиме світло та стійкість до окиснювальної деградації.
Інноваційний метод синтезу
Керовані професорами Казухіко Маедою з Інституту науки Токіо та Осаму Ісітані з Університету Хіросіми, дослідницька група розробила високо пористі наночастинки PTOF за допомогою мікрохвильового гідротермального процесу. Їхня публікація в ACS Catalysis, яка вийшла 9 липня 2025 року, підкреслює концепцію для масштабованого, екологічного дизайну фотокаталітичних матеріалів.
“Метод синтезу, встановлений у цьому дослідженні, забезпечує світове лідерство у фотокаталітичних характеристиках для виробництва H2 та перетворення CO2 у форміат серед фотокаталізаторів на основі оксигалогенів, використовуючи екологічно чистий процес”, – сказав Маеда.
Контроль розміру частинок має значення
Ключем до цього підходу є контроль розміру частинок та їхньої морфології. Дослідники змогли зменшити відстань для фотогенерованих носіїв заряду, завдяки чому значно зменшилася швидкість рекомбінації. PTOF, отриманий з лимонної кислоти, показав вражаюче збільшення виробництва водню в 60 разів у порівнянні з традиційними методами, з квантовим виходом 15% при 420 нм. Для перетворення CO2 у форміат PTOF, синтезований з тартарної кислоти, досяг 10% квантового виходу разом з молекулярним рутенієвим фотокаталізатором.
Перспективи розвитку альтернативної енергетики
Це дослідження відкриває нові можливості для розвитку інноваційних матеріалів, які мають потенціал вирішити глобальні енергетичні виклики. Контроль морфології ок
