Innovative carbon nanorør fotokatalytiske materialer til effektiv omdannelse af solenergi og brintproduktion

De unikke egenskaber ved halvledende enkeltvæggede carbon-nanorør (s-SWCNT'er) giver betydelige fordele i forhold til organiske molekyler, halvledende polymerer, og halvleder i halvleder til vidt forskellige applikationer. I særdeleshed, s-SWCNT er potentielt meget effektive aktive absorptionslag i tyndfilms solceller, fordi de optiske absorptionsbånd-der afhænger af de chirale indekser, (n, m) —af s-SWCNT'er udviser fremragende overlapning med det nyttige solspektrumområde af solens stråling.

Imidlertid, i andre anvendelser af carbon nanorør, der har ikke været nogen rapporter om brugen af ​​s-SWCNT'er som komponenter i fotokatalysatorer til opdeling af vand i hydrogen (fotokatalytisk H2), selvom fotokatalytisk baseret vandopdeling forventes at være en nøgleteknologi til omdannelse af solenergi og bæredygtig produktion af brint.

Nu, Yutaka Takaguchi og kolleger ved Okayama University, Yamaguchi Universitet, og Tokyo University of Science-rapport om observation af fotokatalytisk H2-udvikling fra vand udløst af fotoekscitation af s-SWCNT'er.

Forskerne fremstillede en struktur bestående af en s-SWCNT/C60 koaksial heterojunction ved hjælp af en selvorganiseringsteknik ved hjælp af fullerodendron til at få s-SWCNT til at fungere som fotokatalysator. Denne heterojunction blev brugt til at fremkalde den meget effektive H2 -evolutionreaktion fra vand, hvor (8, 3) SWCNT/fullerodendron koaksial fotokatalysator viser H2-udviklende aktivitet (QY =0,015) ved 680 nm belysning, hvilket er E22 absorption af (8, 3) SWCNT.

På grund af stærke absorptionskoefficienter og let ændring af s-SWCNT'er, CNT-fotokatalysatoren kunne være en stærk kandidat som materiale til omdannelse af solenergi og H2-produktion uden CO2-emission.