Покращене сонячне розщеплення води досягнуто з використанням гетероструктур нанодротів MoS2 GaN

Покращення фотоелектрохімічної ефективності: нові перспективи розщеплення води

Зростання потреби в екологічно чистій енергії сприяє пошуку інноваційних рішень. Останні дослідження, проведені CSIR-National Physical Laboratory та IIT Madras, зосереджені на покращенні фотоелектрохімічної ефективності розщеплення води шляхом виготовлення MoS2-покритих нанодротів GaN на вольфрамовій фользі. Цей прорив може стати важливим кроком на шляху до збільшення виробництва водню за допомогою сонячної енергії.

Вирішення проблеми енергоефективності

Нанодроти галюм-нітріду відомі своєю електронною мобільністю та стабільністю, однак вони обмежені широким енергетичним зазором, який ускладнює сонячне поглинання. Щоб подолати цю проблему, команда інтегрувала дисульфід молібдену як каталізатор на нанодроти. Цей підхід дозволив досягти щільності фотоструму близько 172 мікроамперів на квадратний сантиметр, що у 2,5 рази вище за показники bare GaN нанодротів.

Технологічні особливості та аналіз

Гетероструктури були створені з використанням технік хімічної парової депозиції при атмосферному тиску та лазерної молекулярної пульсуючої епітаксії. Для аналізу матеріалів застосовували раманівську спектроскопію, рентгенівську дифракцію та рентгенівську фотоелектронну спектроскопію, що підтвердило наявність гексагональних фаз і дозволило картографувати електронні стани.

Шлях до майбутнього

Результати досліджень переконливо показують, що інтеграція MoS2 з GaN нанодротами надає нові можливості для розвитку технології виробництва водню за рахунок сонячної енергії. Підтримка проекту CSIR-FIRST та SAMMARTH дає змогу зосередитися на масштабуванні цієї методології для промислового використання, що є наступним етапом роботи.

Цей прогресивний підхід має потенціал стати одним з ключових елементів у переході до сталого майбутнього, де водень, отриманий від сонячної енергії, займе центральне місце у глобальних енергетичних рішеннях.