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金纳米粒子如何改善太阳能储存

涂有半导体的星形金纳米粒子可以比其他方法更有效地从水中产生氢气 - 为改善太阳能储存和其他可以促进可再生能源利用和应对气候变化的进步打开了大门。罗格斯大学 - 新不伦瑞克省的研究人员。

“我们利用可见光和红外光的能量来激发金纳米粒子中的电子,而不是使用紫外线,”工程学院材料科学与工程系副教授劳拉·法布里斯说。领导了化学与生化工程系助理教授Fuat Celik的工作。“金属中激发的电子可以更有效地转移到半导体中,从而催化反应。”

研究人员今天在线发表在Chem上的研究专注于光催化,这通常意味着利用阳光来制造更快或更便宜的反应。

由紫外光照射的二氧化钛通常用作催化剂,但使用紫外光是低效的。

在这项研究中,罗格斯研究人员利用可见光和红外光,使金纳米粒子更快地吸收它,然后将由于光吸收产生的一些电子转移到附近的材料如二氧化钛上。

工程师用二氧化钛涂覆金纳米粒子,并将材料暴露在紫外线,可见光和红外线下,研究电子如何从金中跳跃到材料中。研究人员发现,触发反应的电子产生的氢气效率比以前的努力效率提高了四倍。氢可用于储存太阳能,然后在太阳不发光时燃烧能量。

“我们的出色成绩非常清晰,”法布里斯说。“我们还可以使用非常低温的合成技术将这些金颗粒涂在结晶钛上。我认为从材料的角度和催化的角度来看,这项工作一直非常令人兴奋。我们非常幸运,我们的博士生, Supriya Atta和Ashley Pennington也和我们一样兴奋。“

“这是我们的第一次尝试,”她补充道,“但是一旦我们了解了材料及其运作方式,我们就可以为不同领域的应用设计材料,例如半导体,太阳能或化学工业,或者将二氧化碳转化为我们可以在未来,我们可以大大拓宽我们利用阳光的方式。“

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