Покращене сонячне водорозкладення за допомогою гетероструктур наностержнів MoS2 GaN

Нанотехнології та сонячна енергетика: новий підхід до розділення води

У світі, де екологічна чистота та ефективність стають головними вимогами до технологій, з’являються інноваційні рішення, які перетворюють ці мрії у реальність. Одним із таких перспективних внесків стала робота дослідників з CSIR-National Physical Laboratory та IIT Madras, які розробили нанодроти GaN, покриті дисульфідом молібдену (MoS2), на вольфрамовій фользі. Цей новий підхід дозволяє значно поліпшити фотоелектрохімічну ефективність розділення водню.

Нанодроти галій-нітрату (GaN) відомі своєю високою рухливістю електронів та стабільністю, але вони стикаються з проблемою через широкий залишковий зазор, що обмежує здатність поглинати сонячне світло. Найкращим рішенням було застосування MoS2, що дозволило створити нову нанostruktуровану поверхню. Цей підхід забезпечив щільність фотоструму близько 172 мікроампер на квадратний сантиметр, що в 2,5 раза перевершує показники чистих нанодротів GaN.

Інновації в енергетиці: як MoS2 підвищує ефективність

Чудові результати були досягнуті завдяки використанню структури типу II, що підвищує розділення зарядів, зменшує опір передачі і збільшує кількість активних сайтів. Для розробки гетероструктур використовували хімічне осадження з підвищеним тиском та лазерну молекулярну пульсну епітаксію. Така складна технологія обробки матеріалів підтвердила свою ефективність під час аналізу за допомогою Раманівської спектроскопії, рентгенівської дифракції та рентгенівської фотоелектронної спектроскопії.

Ця інновація надає нові можливості для покращення технологій сонячного водневого виробництва і підкреслює важливість інтеграції MoS2 з нанодротами GaN. Підтримка проекту з боку CSIR-FIRST та SAMMARTH стала вагомим ключем до впровадження таких проривних рішень в галузі альтернативної енергетики.

Майбутнє сонячного водневого виробництва

Відтепер головною метою наукової команди є масштабування і впровадження даного підходу в промислову практику. Перспективні нововведення в технології розділення водню можуть значно підвищити ефективність видобутку екологічно чистої енергії, що явно позитивно вплине на світову економіку та клімат.

Розвиток нанотехнологій та їх інтеграція у фотоелектрохімічний процес є безцінними складовими сучасної альтернативної енергетики. Цей прорив може кардинально змінити наші уявлення про можливості використання сонячного світла у процесі водневого виробництва. Залишається сподіватися, що в найближчому майбутньому ми зможемо спостерігати реалізацію цих інновацій на великих промислових масштабах.