Междисциплинарная команда Разработки в исследователях Иллинойса нацелилась на улучшение материалов, которые делают преобразование/фотокатализ солнечной энергии возможным. Вместе, они развивали новую форму высокоэффективного солнечного фотокатализатора на основе комбинации TiO2 (диоксид титана) и другие «металлические» окиси, которые значительно увеличивают видимое поглощение света и способствуют более эффективному использованию солнечного спектра для приложений энергии.«Это – существенно новый способ приблизиться к этим вопросам», объяснил Лейн Мартин, который является доцентом в Отделе Материаловедения и Разработки в Иллинойсе. «Наша исследовательская группа включает аспекты физики конденсированного вещества, полупроводниковой разработки устройства и фотохимии, чтобы сделать новую работу возможной. От этих материалов мы можем вообразить выработку энергии с нулевым балансом выбросов углерода чисто горящего топлива, очистку сточных вод и исправление, и многое другое.
«Как продолжение нашей предшествующей работы, мы расширили наше открытие новых решительно абсорбирующих энергетических материалов», добавил Мартин. «Полное понятие – то, что мы развивали новую форму высокоэффективного солнечного фотокатализатора на основе комбинации TiO2 и ‘металлических’ окисей». Документ группы «Увеличил фотоэлектрохимическую деятельность во все-окисных устройствах гетероперехода на основе коррелированых ‘металлических’ окисей», появляется в журнале, Продвинутые Материалы (Том 25, Выпуск 43, страницы 6201-6206). У исследователей также есть ожидание заявки на патент для этой работы.По словам Мартина научно-исследовательская работа обращается к большей части ограничивающего фактора стремления этих материалов для заявлений – их плохое поглощение света.
«Эта бумага покрывает несколько новых изменений, где мы объединяем химически совместимые коррелированые ‘металлические’ окиси с образцовым n-типом, широкий полупроводник окиси ширины запрещенной зоны TiO2, чтобы произвести высокоэффективные фотокаталитические гетеропереходы. Эти сложные структуры воздействуют на принцип горячей инъекции перевозчика от ‘металлической’ окиси в TiO2».
Эти эффекты сделаны возможными, используя широкий диапазон коррелированой электронной физики общих металлических окисных материалов включая n-тип LaNiO3 (лантан nickelate), SrRuO3 (рутенат стронция), и SrVO3 (стронций vanadate) и p-тип La0.5Sr0.5CoO3 (кобалтин стронция лантана) и La0.7Sr0.3MnO3 (манганит стронция лантана). Эти материалы были экстенсивно исследованы (индивидуально) для их нового электронного транспорта, магнитных свойств и других экзотических физических явлений и широко используются как эпитаксиальные подовые электроды в электропечи в ferroic гетероструктурах.Мартин отметил, что один из новых изученных материалов (La находящиеся в 0.5Sr0.5CoO3 устройства) продемонстрировал фотокаталитические действия, которые являются 27-, 6.2-, и на 3 времени больше, чем это для единственного слоя фильм TiO2, нанопорошок образцы Degussa P25 и предшествующее сообщение об устройствах на основе SrRuO3, соответственно.
Эта работа частично поддержана Колледжем программы Strategic Research Initiatives (SRI) Разработки, которая вкладывает капитал в обещание новых и появляющихся областей технического исследования.«Этот проект отражает виды усилий исследования, которые программа SRI разработана, чтобы поддержать», объяснила Дженнифер Бернхард, объединенный декан Колледжа для исследования. «Это обращается к ключевым проблемам в энергии и окружающей среде, которые стоят перед нашим обществом. Импульс этой работы огромен. Это сокращается через дисциплины, и у этого есть огромный потенциал воздействия.
Мы все счастливы видеть, где команда берет его отсюда».