Сонячні редокс реакції покращуються за рахунок перовскітних гетеропереходів

Інноваційні гетероструктури MHP: майбутнє сонячно-хімічної конверсії

У світі альтернативної енергетики на нас чекають неймовірні новини від дослідників з Університету Сіань Цзяотун, Технологічного університету Чжецзян та Північно-Західного політехнічного університету. Команда під керівництвом професорів Цзянь Лі та Сіїюаня Фенга здійснила значний прорив у розвитку гетероструктур з металгалогенідами перовскиту (MHP) для сонячно-спрямованих редокс-реакцій.

Що робить ці гетероструктури настільки особливими? Справа в тому, що MHP стикаються з численними викликами, зокрема обмеженою стабільністю та швидкою рекомбінацією зарядів. Проте, об’єднання цих матеріалів з іншими компонентами відкриває нові горизонти. Гетероструктури на базі MHP забезпечують ефективніше розділення зарядів, зменшують рекомбінацію носіїв та суттєво підвищують фотокаталітичну ефективність.

Команда переглянула структуру та функціональні можливості різних типів гетероструктур, таких як Шотткі, типи I/II, Z-схема та S-схема. Кожна з них представляє унікальні механізми передачі зарядів та редокс-властивості. Це відкриває багатообіцяючі можливості в різних областях, від виробництва водню до зеленого органічного синтезу.

Завдяки розробленню промислових методів синтезу, включених в огляд, ці дослідження можуть легко стати основою для створення високоякісних інтерфейсів. Методології варіюються від фізичного змішування до електростатичної самоорганізації та гібридних технологій, забезпечуючи широкі можливості для інновацій.

Вражаючі результати та майбутні напрямки

Ефективність цих гетероструктур не залишає байдужим. Показники ефективності вражають, досягаючи швидкостей виробництва водню аж до 13.6 ммоль на грам на годину і перетворення CO2 в CO з селективністю 90%. Дослідження свідчать про їх значний потенціал в розкладанні забруднюючих речовин та проведенні зеленого органічного синтезу під дією видимого світла.

За інформацією команди, ці гетероструктури MHP відкривають потенціали для масштабованого виробництва сонячного водню, екологічного очищення та селективних органічних перетворень. Автори підкреслюють важливість подальших досліджень, зосереджених на оптимізації інтерфейсів, довгостроковій стабільності та ефективності процесів переносу зарядових частинок.

Цей огляд пропонує чітку дорожню карту для трансформації фотокаталістів на базі MHP з лабораторних умов у практичну технологію сонячно-хімічної конверсії. З’являється нова низка можливостей для сталого майбутнього, і ми на шляху до того, щоб побачити їх реалізацію в економіці завтрашнього дня.