Сонячно-енергетичні редокс-реакції прогресують завдяки перовскітним гетероструктурам

Інновації у фотокаталізі: Гетероструктури з металом галогеном перовскітів для сонячних хімічних перетворень

В епоху, коли пошук ефективних джерел чистої енергії стає все більш актуальним, науковці отримали значний успіх у розробці інноваційних технологій фотокаталізу. Дослідники з Університету Сяньцзяотун, Університету технологій Чжэцзян та Northwestern Polytechnical University представили детальний огляд останніх досягнень у розвитку гетероструктур з металом галогеном перовскітів (MHP). У цьому важливому науковому доробку вони досліджували можливості використання цих структур для реакцій редокс, які реалізуються за допомогою сонячної енергії.

Проблеми та рішення гетероструктур MHP

Очолювана професорами Цзяном Лі та Сійюань Феном, дослідницька група виділила критичні проблеми, пов’язані з гетероструктурами на основі MHP, такі як обмежена стабільність та швидка рекомбінація зарядів. Проте, завдяки інноваційному підходу до комбінації MHP з іншими матеріалами, вдалося створити більш довговічні та ефективні структури. Ці нові гетероструктури забезпечують ефективне розділення заряджених частинок, зменшуючи їх рекомбінацію та підвищуючи фотокаталітичну ефективність.

Типи та синтез гетероструктур

У огляді детально розглянуто різні типи гетероструктур MHP, включаючи моделі Шотткі, Type-I/II, Z-схеми та S-схеми, що пропонують різні механізми переносу зарядів та редокс-властивості. Методи їх синтезу включають фізичне змішування, електростатичну самоорганізацію, вирощування in situ та гібридні методи, що дозволяють створювати інтерфейси високої якості.

Досягнення у продуктивності

Одним із значних досягнень дослідження є швидкість виробництва водню, яка досягла 13,6 ммоль на грам на годину. Окрім цього, з 90% селективністю вдалося перетворити CO2 у CO. Ці результати свідчать про великі перспективи у використанні MHP для деградації забруднювачів та сприяння реакціям зеленого органічного синтезу за умов видимого світла.

Перспективи та рекомендації

Вчені вважають, що гетероструктури MHP мають великий потенціал у масштабованому виробництві сонячного водню, утилізації CO2, екологічній реабілітації та селективних органічних перетвореннях. Водночас, вони наголошують на необхідності подальших досліджень для оптимізації інтерфейсів, підвищення довготривалої стабільності та розробки ефективних процесів багатоефірного переносу.

Таким чином, ця публікація надає