Fremskynder rejsen mod ren energi gennem fotokatalysatoroptimering

Osaka University-forskere har studeret den fotokatalytiske aktivitet af oxyhalogenidmaterialer og var i stand til at påvise en sammenhæng mellem parametre målt ved tidsopløst mikrobølgeledningsevne (TRMC) og iltgenerering. Brug af forholdet, de optimerede behandlingstemperaturen til syntesen af ​​fotokatalysatoren PbBiO ₂ Cl, hvilket resulterer i en tredobling af den tilsyneladende kvanteeffektivitet sammenlignet med tidligere rapporter. Det er håbet, at resultaterne vil give mulighed for screening med høj kapacitet og effektiv fotokatalysatorudvikling.

Fotokatalysatorer, der udnytter lysenergi og bruger den til at spalte vand til brint og ilt, kunne gøre brint til en potentiel ren energikilde. Imidlertid, optimering af fotokatalysatorkandidatmaterialer kræver normalt en betydelig tidsinvestering. Nu, forskere ved Osaka University har påvist en sammenhæng mellem let-at måle mængder og katalysatorydelse, som kunne give en hurtig evalueringsmetode.

Omdannelsen af ​​lysenergi til kemisk energi ved hjælp af fotokatalysatorer er blevet rapporteret bredt, men den løbende optimering af fotokatalytiske materialer er afgørende for deres succesfulde anvendelse. Egenskaberne af fotokatalysatorer, inklusive deres overfladeareal, krystallinitet og forskellige elektroniske funktioner, påvirke deres aktivitet. Disse egenskaber kan påvirkes af de teknikker og specifikke forhold, der bruges til at fremstille dem, hvilket fører til en bred vifte af materialer, der kan evalueres.

Test af materiale er en tidskrævende proces, der endnu ikke er blevet fremskyndet - indtil nu. I en rapport offentliggjort i ACS Energibreve , Osaka-forskere har vist forholdet mellem målinger af tidsopløst mikrobølgeledningsevne (TRMC) og halvledermaterialers fotokatalytiske ydeevne. TRMC er en proces, der gør det muligt at evaluere fotokatalysatorer i pulverform, hvilket fører til væsentligt højere gennemløb.

"Vi har været i stand til at vise, at iltudviklingshastigheden for en fotokatalysator - som er et mål for aktivitet - kan bestemmes ud fra fotokonduktiviteten og halveringstiden bestemt af TRMC, " forklarer undersøgelsens hovedforfatter Hajime Suzuki. "At anvende dette forhold til materialer gør evalueringen af ​​deres potentiale meget mere effektiv."

Forskerne brugte deres resultater til at bestemme den optimale behandlingstemperatur for et materiale, der ikke var blevet grundigt undersøgt, PbBiO ₂ Cl, og var i stand til at producere en analog, der havde en tilsyneladende kvanteeffektivitet på 3 procent - tre gange højere end opnået i tidligere undersøgelser ved brug af højere behandlingstemperaturer.

"Vi håber, at principperne for vores resultater kan anvendes bredt for at forbedre effektiviteten og lette screeningsmaterialer, at finde kandidater, og valg af syntesebetingelser, ", forklarer den tilsvarende forfatter Akinori Saeki. "Med hensyn til det bredere billede, høj gennemløbsprocesser kunne accelerere udviklingen af ​​renere energiløsninger."