новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Лоскуты из оксида галлия расщепляют воду


11.12.2012
средняя оценка статьи - 5 (4 оценок) Подписаться на RSS

Разработка экономически выгодного способа расщепления воды на кислород и водород, представляющий собой экологически чистое топливо, позволило бы использовать Мировой океан в качестве практически безграничного источника энергии. Новая стратегия для дизайна разработки катализаторов фоторазложения воды может приблизить наступление эры водородной энергетики.

Исследователи из Китая обнаружили, что кристаллы полупроводящего Ga2O3, организованные в мозаику из наноразмерных доменов, каждый из которых обладает структурным единством, способен к фоторасщеплению воды. Результаты исследования демонстрируют, что граница раздела между полиморфными кристаллическими фазами играет ключевую роль в разложении воды, которое стимулируется действием солнечного света. Результаты работы могут привести к созданию фотокатализаторов, более активных по сравнению с доступными в настоящее время, относительно малоэффективными системами.



Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201207554

Фотокатализаторы расщепляют воду за счет энергии поглощенного электромагнитного излучения, чаще всего – видимого света, которая перенаправляется каталитической системой на разрушение химических связей воды. В основе процесса лежит поглощение света, в результате которого происходит образование пары электрон-дырка (соответственно носители отрицательного и положительного заряда). Ключом к успеху в использовании энергии поглощенного света является возможность удерживать образовавшиеся заряды в разделенном состоянии – рекомбинация зарядов может способствовать рассеиванию энергии до разрыва целевых связей.

Обычная стратегия для удерживания зарядов в разделенном состоянии в полупроводниках-фотокатализаторах заключается в селективном легировании материала и формирования соседствующих островков, несущих положительный заряд (p-тип) и отрицательный заряд (n-тип). Исследователи также работают над созданием p-n сопряжений за счет отложения двух типов полупроводников по соседству друг с другом.

Результаты нового исследования, проведенного Сян Вонгом (Xiang Wang) из Института Химической Физики в Даляне демонстрируют альтернативную возможность стабилизации разделенных зарядов. Исследователи из Даляня эксплуатировали не p-n-соединения, а контакты между структурно непохожих наноразмерных доменов Ga2O3. Известно, что этот оксид образует пять различных кристаллических полиморфных фаз.

Исследователи продемонстрировали, что простое нагревание может быть использовано для настройки распределения наноразмерных доменов Ga2O3 – α- и β-фаз. Затем они продемонстрировали, что смесь α- и β-фаз, полученная с помощью нагревания исходного вещества до 600°C, проявляют в семь раз большую каталитическую активность в расщеплении воды, чем образец катализатора, слотоящий лишь из какой-то одной фазы Ga2O3.

Казунари Домен (Kazunari Domen) из Университета Токио отмечает, что хотя в этом концептуальном исследовании активность фотокатализаторов на основе Ga2O3 не была очень велика, предложенная стратегия может оказаться полезной для увеличения каталитической эффективности фотокатализаторов расщепления воды.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201207554

метки статьи: #кинетика и катализ, #нанотехнологии, #неорганическая химия

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Лоскуты из оксида галлия расщепляют воду"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация