Прогрес сонячною енергією: редокс-реакції з гетеропереходами на основі перовскиту

Перспективи Гетероструктур на Основі Металгалідних Перовскітів у Сонячно-Водневих Реакціях

Сьогодні дослідження в галузі альтернативної енергетики знаходяться у центрі уваги, і розробка нових матеріалів для ефективних сонячно-водневих реакцій є надзвичайно актуальною. Дослідники з університетів Сіань Цзяотун, Чжецзянського університету технологій та Північно-Західного політехнічного університету активно працюють над вирішенням проблем, пов’язаних із металгалідними перовскітами (МГП). Під керівництвом професорів Цзянь Лі та Сіїюань Фенг, команда опублікувала огляд, що детально розглядає розробки гетероструктур на основі МГП для підвищення ефективності та стабільності в сонячно-водневих реакціях.

Інноваційні Гетероструктури МГП для Сонячно-Водневих Реакцій

Гетероструктури на основі металгалідних перовскітів сприяють ефективному розділенню зарядів, що зменшує рекомбінацію носіїв заряду та значно підвищує фотокаталітичну ефективність. Завдяки пасивації поверхонь стійкими матеріалами, ці гетероструктури також забезпечують значну стабільність МГП у складних умовах, що робить їх неймовірно перспективними для використання в сонячно-водневих реакціях.

Типи та Методи Синтезу Гетероструктур МГП

У своєму огляді дослідники детально розглядають різноманітні типи гетероструктур МГП, такі як структури Шоттки, Type-I/II, Z-схема і S-схема. Ці структури відрізняються механізмами перенесення зарядів і редокс-властивостями. Серед методів синтезу виділяються фізичне змішування, електростатична самоорганізація, in situ ріст і гібридні технології, які дозволяють створювати високоякісні інтерфейси.

Ефективність та Продуктивність

Результати досліджень вражають: швидкість виробництва водню сягає до 13,6 ммоль на грам на годину, а перетворення CO2 в CO відбувається з 90-відсотковою селективністю. Крім того, ці гетероструктури демонструють ефективність у знешкодженні забруднювачів та підтримці реакцій зеленої органічної синтетики під видимим світлом. Механістичні знахідки були підкріплені за допомогою просунутих методів характеристик та обчислювального моделювання.

Майбутні Напрями Досліджень та Потенціал Гетероструктур МГП

Дослідницька команда вважає, що гетероструктури МГП володіють величезним потенціалом для масштабованого виробництва водню з сонячної енергії, утилізації CO2, екологічної реабілітації та вибірков