涂有半導(dǎo)體的星形金納米粒子可以比其他方法更有效地從水中產(chǎn)生氫氣 - 為改善太陽能儲(chǔ)存和其他可能促進(jìn)可再生能源使用和應(yīng)對(duì)氣候變化的進(jìn)步打開了大門。羅格斯大學(xué) - 新不倫瑞克省的研究人員。

“我們利用可見光和紅外光的能量來激發(fā)金納米粒子中的電子，而不是使用紫外線，”工程學(xué)院材料科學(xué)與工程系副教授勞拉·法布里斯說。領(lǐng)導(dǎo)了化學(xué)與生化工程系助理教授Fuat Celik的工作。“金屬中激發(fā)的電子可以更有效地轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體中，從而催化反應(yīng)。”

研究人員今天在線發(fā)表在Chem上的研究專注于光催化，這通常意味著利用陽光來制造更快或更便宜的反應(yīng)。

由紫外光照射的二氧化鈦通常用作催化劑，但使用紫外光是低效的。

在這項(xiàng)研究中，羅格斯大學(xué)的研究人員利用可見光和紅外光，使金納米粒子更快地吸收它，然后將由于光吸收而產(chǎn)生的一些電子轉(zhuǎn)移到附近的材料如二氧化鈦上。

工程師用二氧化鈦涂覆金納米顆粒，并將材料暴露在紫外，可見光和紅外光下，研究電子如何從金中跳躍到材料中。研究人員發(fā)現(xiàn)，觸發(fā)反應(yīng)的電子產(chǎn)生的氫氣效率比以前的努力效率提高了四倍。氫可用于儲(chǔ)存太陽能，然后在太陽不發(fā)光時(shí)燃燒能量。

“我們的成績(jī)非常明顯，”法布里斯說。“我們還可以使用非常低溫的合成方法將這些金顆粒涂在結(jié)晶鈦上。我認(rèn)為從材料的角度和催化的角度來看，這項(xiàng)工作一直非常令人興奮。我們非常幸運(yùn)，我們的博士生， Supriya Atta和Ashley Pennington也和我們一樣興奮。“

“這是我們的第一次嘗試，”她補(bǔ)充說，“但是一旦我們了解了材料及其運(yùn)作方式，我們就可以為不同領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)計(jì)材料，例如半導(dǎo)體，太陽能或化學(xué)工業(yè)，或者將二氧化碳轉(zhuǎn)化為我們可以在未來，我們可以大大拓寬我們利用陽光的方式。“