Сонячні редокс-реакції прогресують завдяки перовскітним гетеропереходам
Інновації у гетероструктурах металокремнієвих перовскітів для сонячної енергетики
Світ стрімко рухається до використання альтернативних джерел енергії. Одним із ключових напрямків стали металокремнієві перовскіти (MHP), що використовуються для реакцій редокс, стимульованих сонячною енергією. Нещодавні дослідження, які провели науковці з Університету Цзяотун у Сіані, Університету технологій Чжэцзян та Північно-Західного політехнічного університету, демонструють потенціал гетероструктур на основі MHP як проривного засобу для вирішення сучасних енергетичних викликів.
Переваги гетероструктур
Команда, очолювана професорами Цзяном Лі та Сіюйаном Фенгом, стикається з невирішеними проблемами MHP, такими як обмежена стабільність та швидка рекомбінація зарядів. Інтегруючи MHP з іншими матеріалами, вони формують просунуті гетероструктури, які забезпечують ефективне розділення зарядів. Таким чином, процес рекомбінації значно знижується, а фотокаталітична ефективність підвищується.
Різновиди та синтез гетероструктур
Розглянуто декілька важливих типів гетероструктур MHP, таких як Шотткі, типи I/II, Z-схеми та S-схеми. Кожна з цих структур пропонує унікальні механізми переносу заряду та редокс-властивості. Методи їх синтезу включають фізичне змішування, електростатичну самоорганізацію та навіть гібридні техніки для створення якісних інтерфейсів.
Досягнення у продуктивності
Вражаючими є показники продуктивності: швидкості виробництва водню досягають 13,6 ммоль на грам на годину, а конверсія CO2 в CO досягає 90% селективності. Це лише початок потенціалу таких структур. Гетероструктури на основі MHP також демонструють свою ефективність у деградації забруднювачів та підтримці зеленого органічного синтезу під видимим світлом.
Майбутнє гетероструктур MHP
За словами науковців, гетероструктури MHP мають величезний потенціал у масштабованому виробництві сонячного водню, утилізації CO2 та екологічному очищенні. Для досягнення цього важливо продовжувати дослідження, спрямовані на оптимізацію інтерфейсів і забезпечення довгострокової стабільності та ефективності без застосування жертвуючих агентів.
Ця публікація стає справжньою дорожньою картою для розвитку фотокаталістів на основі MHP від лабораторних досліджень до практичних застосувань у технологіях перетворення сонячної енергії в хімічні реакції, закладаючи фундамент для більш сталого майбутнього.
