Покращене розщеплення води за допомогою сонячної енергії з використанням гетероструктур MoS2 GaN нанострижнів

Інноваційний прорив у фотоелектрохімічному розщепленні води: нанодроти GaN з покриттям MoS2

Альтернативна енергетика відкриває все нові горизонти, і ось дослідники з CSIR-National Physical Laboratory та IIT Madras впевненими кроками наближають нас до ери ефективного розщеплення води за допомогою сонячної енергії. Їм вдалося створити нанодроти з галлію нітриду (GaN) з новаторським покриттям MoS2 на основі вольфрамової фольги. Чому це важливо? Справа в тому, що GaN, відомий своєю високою мобільністю електронів та стабільністю, зазнає труднощів через широкий зазор у енергії, що обмежує здатність поглинати сонячне світло.

Як MoS2 змінює гру

Щоб обійти цю проблему, дослідники інтегрували дисульфід молібдену (MoS2), відомий каталізатор, на GaN нанодроти. Це дало вражаючий результат: нові нанодроти MoS2/GaN показали щільність фотоструму близько 172 мкА/см², що у 2.5 рази перевищує показники звичайних GaN нанодротів. Як це вдалося? Завдяки утворенню типу II енергетичного альянсу, що сприяє розділенню зарядів, знижує опір заряду і збільшує активні каталізовані місця.

Технологія та впровадження

Розробка гетероструктур здійснювалася за допомогою хімічного осадження з парової фази при атмосферному тиску та лазерної молекулярної пучкової епітаксії. Високоточний аналіз матеріалів, включаючи раманівську спектроскопію, рентгенівську дифракцію та рентгенівську фотоелектронну спектроскопію, беззаперечно підтвердив наявність гексагональних фаз та розкрив електронні стани новаторських структур.

Погляд у майбутнє

Цей проривний проект втілюється за підтримки CSIR-FIRST та SAMMARTH. Наступним кроком у цьому напрямку є масштабування технології для промислового використання. Інтеграція MoS2 з нанодротами GaN демонструє величезний потенціал у розвитку технологій сонячного водню. Це відкриває двері до екологічно чистих та ефективних рішень для енергетичних потреб нашої планети.