28 فوریه 2024 -توسط ژانگ نانان، آکادمی علوم چین-فرآیند PiP برای ساخت مقیاس پذیر فیلم های فوتواکتیو. اعتبار IMR
تقسیم آب فوتوکاتالیستی یا فوتوالکتروشیمیایی با هدایت خورشیدی نویدبخش تبدیل مستقیم انرژی خورشید به هیدروژن است، به ویژه در زمینه ابتکار عمل کربن خنثی، در حالی که کاربردهای عملی آن به پیشرفت های قابل توجه در تولید مقیاس پذیر فیلم های فوتواکتیو قوی و کارآمد وابسته است .
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لیو گانگ از موسسه تحقیقات فلزات (IMR) آکادمی علوم چین، یک تکنیک کاملا جدید کاشت ذرات (PiP) را برای جاسازی نیمه هادی های فوتواکتیو در لایه های فلزی مایع برای ساخت مقیاس پذیر توسعه داده اند. فیلم‌های فوتواکتیو قوی و کارآمد، با الهام از این واقعیت که فتوسیستم‌های I و II در غشاهای تیلاکوئید کلروپلاست‌ها در برگ‌های گیاهان تعبیه شده‌اند تا فتوسنتز را به طور موثر در طبیعت هدایت کنند.
این اثر در Nature Communications منتشر شده است.
مانند برگ زنده، فیلم انرژی خورشیدی را مستقیماً به سوخت شیمیایی تبدیل می کند. تحت تابش نور خورشید شبیه سازی شده، فعالیت فوتوکاتالیستی آن برای تقسیم آب برای تولید هیدروژن 2.9 برابر فیلم های سنتی است. علاوه بر این، فیلم های نیمه هادی فوتواکتیو آغشته به فلز مایع، پایداری و مقیاس پذیری خوبی دارند. فعالیت در طول عملیات مداوم طولانی مدت (بیش از 100 ساعت) ثابت می ماند، بیش از 95٪ حتی پس از تجربه 105 چرخه خمشی، و حدود 70٪ هنگامی که تا 64 سانتی متر مربع مقیاس شود.
عملکرد عالی را می توان به برهمکنش قوی نیمه هادی/فلز سه بعدی نسبت داد که امکان جمع آوری کارآمد بارهای تولید شده توسط نور، پایداری معماری قوی و نور فعالی برتر را فراهم می کند.
علاوه بر این، این فیلم دارای مزایای جهانی و قابلیت بازیافت است، طیف گسترده ای از فلزات با نقطه ذوب پایین (LMP) و نیمه هادی ها را می توان استفاده کرد و به راحتی از طریق فراصوت در آب داغ بازیافت کرد. به طور کلی، تکنیک PiP مبتنی بر فلز LMP فرصت جدیدی را برای دستگاه ها و برنامه های تبدیل انرژی خورشیدی ارائه می دهد.
