Покращене сонячне водорозщеплення досягнуто за допомогою гетероструктур з нанорізів MoS2 та GaN

Інновації в розщепленні води з використанням нанодротів MoS2/GaN

Чи знали ви, що дослідники з CSIR-National Physical Laboratory та IIT Madras знайшли спосіб покращити процес розщеплення води, що веде до виробництва водню? Вони виготовили нанодроти MoS2, покриті GaN, на вольфрамовій фользі для вдосконалення фотоелектрохімічної ефективності цього процесу. Це може бути справжнім проривом у сфері альтернативної енергетики, адже забезпечує шлях до більш ефективного та економічного виробництва водню.

Проблеми та їх вирішення

Галієво-нітридні нанодроти відомі своєю чудовою електронною мобільністю та стабільністю. Проте, вони стикаються з низкою обмежень, які обмежують їхню здатність поглинати сонячне світло, що є критичним для процесу розщеплення води. Щоб подолати цей бар’єр, команда науковців інтегрувала дисульфід молібдену (MoS2) — відомий каталізатор — у ці нанодроти. Цей унікальний підхід дозволив досягнути значно вищої густини фотоструму, близько 172 мікроампер на квадратний сантиметр, що в 2,5 рази перевищує результативність голих нанодротів GaN.

Технологічні методи та їх результати

Гетероструктури, які розробили вчені, були створені за допомогою хімічного осадження з газової фази під атмосферним тиском і використання лазерної молекулярної потужності. Для аналізу цих матеріалів було застосовано RAMAN спектроскопію, рентгенівську дифракцію та рентгенівську фотоелектронну спектроскопію. Результати підтвердили наявність гексагональних фаз та відобразили електронні стани, що свідчать про підвищення ефективності електронного заряду в цій схемі.

Майбутні перспективи та підтримка проекту

Ці наукові висновки підкреслюють потенціал інтеграції MoS2 з нанодротами GaN як дороговказ для розвитку технологій виробництва водню на основі сонячної енергії. Проект вже здобув підтримку від CSIR-FIRST та SAMMARTH, що свідчить про велику зацікавленість у застосуванні таких рішень в промисловості. Майбутні дослідження будуть зосереджені на масштабуванні цього підходу для широкого застосування.

І це тільки початок! Інтеграція новітніх матеріалів у процес виробництва водню може суттєво змінити картину альтернативної енергетики. Будьмо готовими до нових інновацій!