Brint som en bæredygtig kilde til vedvarende energi

Forskere fra universitetet for kemi og teknologi i Prag udførte forskning, der beskæftiger sig med den fotokatalytiske aktivitet af vridningsvinkelstablet 2D TaS2.

Med stigende krav i det moderne samfund, energikrisen og miljøproblemerne er i øjeblikket i søgelyset. Brint er den primære bæredygtige kilde til vedvarende energi og er meget nødvendig for avancerede energikonverteringssystemer. For nylig, fotoelektrokatalytiske og fotoelektrokemiske vandopdelingsmetoder er effektive tilgange til skalerbar generering af brint.

Konceptet med lysinduceret energiproduktion gennem halvlederkatalysatorer tiltrak mange forskningsindsatser for at udvikle billige, effektive bifunktionelle materialer til brintproduktion og miljøfølende respons. "Ydeevnen af ​​disse materialer kan indstilles, mens de belyser lyset af forskellige bølgelængder. Den opståede foto-inducerede elektronoverførsel i det målrettede nanoark-baserede følsomme materiale vil generere fotoelektrokemisk vandspaltning, f.eks., hurtigere hydrogenudviklingsreaktion (HER) eller bredbåndslysfølsom detektor, " siger hovedforsker Evgeniya Kovalska. Og tilføjer "disse vil bane nye veje for nye materialer som et billigere og mere produktivt alternativ til de mest almindelige fossile brændstoffer-baserede metoder til brintproduktion såvel som traditionelle fotodetektorer."

De lave omkostninger, Effektive fotoelektrofølsomme elektroder som et alternativ til dyre og komplekse stive systemer er stadig efterspurgt efter avanceret fotoresponsiv teknologi. I forskningen, den lysinducerede effektivitet af elektrokemisk eksfolierede TaS2 nanoark til brintgenereringskatalyse og fotodetektorer blev demonstreret. Gensidig vridning af de eksfolierede 2H-TaS2-flager fører til omfordeling af ladningstæthed induceret af interlagsinteraktion mellem de individuelle nanoark. Ekstern lysbestråling på TaS2-overfladen påvirker dens ledningsevne, hvilket gør materialet muligt for fotoelektrokatalyse og fotodetektion. Den TaS2-baserede fotoelektrokatalysator demonstrerer høj hydrogenudviklingsreaktion (HER) aktivitet. Den TaS2-integrerede fotodetektor i det sure medium repræsenterer dens bredbåndsrespons med den højeste fotoresponsivitet mod 420 nm lysbelysning. "Dette fund vil bane vejen for en ny erkendelse af eksfolieret twist-angle stacked TaS2 til foto-induceret elektrokemi og sensing, " slutter Kovalska.

Undersøgelsen er publiceret i Nature's npj 2D materialer og applikationer .