Mere gennemsigtighed:Optisk gennemsigtig vandoxidationskatalysator fremstillet af kobber -nanotråde

(Phys.org) —Brint bruges som energikilde i brændselsceller og kan fremstilles af vand ved at bruge sollys og en passende katalysator. I journalen Angewandte Chemie , Amerikanske forskere har nu introduceret en ny elektrokatalysator bestående af et ledende netværk af kerne-skal nanotråde, der er lige så effektivt som konventionelle metaloxidfilm på indiumtinoxid (ITO) og meget mere gennemsigtigt og robust.

Nikkel- og koboltoxider er attraktive anodematerialer til oxidation af vand, fordi de er let tilgængelige og udviser høj katalytisk aktivitet. Til brug i fotoelektriske synteseceller, hvor kemiske omdannelser drives af lys, oxiderne er typisk elektrodeponeret på ITO -substrater. ITO bruges på grund af dens høje transmittans og lave plademodstand. Imidlertid, de høje potentialer, der kræves til oxidation af vand, får ITO-overfladers ledningsevne til at falde. Ud over, indium er dyrt, og produktionen af ​​ITO-film er dyr. En anden ulempe er, at de katalytiske oxidlag reducerer lystransmittansen og dermed lyset opfanget af de fotovoltaiske komponenter.

Et team ledet af Benjamin J. Wiley ved Duke University i Durham har nu udviklet en ny tilgang til at løse disse problemer. Deres trick er at erstatte ITO-elektroden med et ledende netværk af kobber nanotråde. Kobber er et almindeligt grundstof og er størrelsesordener billigere end indium. Ud over, nanotrådene kan hurtigt, let, og billigt aflejret på en glasoverflade fra en væske. Bagefter, forskerne afsætter elektrolytisk nikkel eller kobolt på nanotrådene. Det resulterende netværk af kerne-skal nanotråde er lige så effektivt som metaloxidfilm af lignende sammensætning til elektrokatalytisk oxidation af vand, men er flere gange mere gennemsigtig.

Nanotrådfilmen kan også anbringes på en fleksibel plade af polyethylenterephthalat (PET) plast i stedet for glas. I modsætning til ITO-baserede elektrokatalysatorer på PET-substrater, som lider af betydeligt tab af ledningsevne efter gentagen bøjning, filmen lavet af nanotråde er ikke rigtigt påvirket. Forskerne er optimistiske om, at deres tilgang vil åbne op for nye muligheder for design af mere effektive, mekanisk robust, og overkommelige lys-høstsystemer til produktion af solbrændstoffer.