Công nghệ mới tổng hợp các tinh thể nano thu năng lượng mặt trời

Một trong những nguyên nhân khiến năng lượng mặt trời không được phổ biến rộng là do vật liệu hấp thụ ánh sáng thường không bền. Vật liệu hấp thụ bức xạ mặt trời thường bị quá nhiệt hoặc phân hủy theo thời gian. Điều này làm giảm khả năng phát triển để cạnh tranh với các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng thủy điện và phong điện. Một giao thức hình ảnh mới giải quyết vấn đề này bằng cách trình bày quá trình tổng hợp hai tinh thể nano vô cơ, mỗi tinh thể bền hơn mẫu hữu cơ đối chứng của chúng.

Sơ đồ tinh thể nano quang xúc tác (nguồn: Journal of Visualized Experiments )

Bài báo được xuất bản trên tạp chí Journal of Visualized Experiments (JoVE), tập trung vào sự tổng hợp pha lỏng của hai tinh thể nano để tạo ra khí hydro hoặc tích điện khi tiếp xúc với ánh sáng. “Ưu điểm chính của kỹ thuật này là cho phép sự kết hợp trực tiếp của chất vô cơ hấp thụ ánh sáng và chất xúc tác ” – tác giả chính TS. Mikhail Zamkov ở Đại họcBowling GreenState cho biết.

Các tinh thể nano của Zamkov đặc biệt ở chỗ: Các tinh thể nano tách điện tích theo những cách khác nhau do cấu trúc khác nhau, và chúng là vật liệu vô cơ nên khá bền vững. Tinh thể nano đầu tiên hình que cho phép quá trình tách điện tích cần thiết để sản xuất khí hydro, phản ứng được gọi là quang xúc tác. Tinh thể nano thứ hai bao gồm các lớp xếp chồng lên nhau và sinh ra quang điện. Do các tinh thể nano vô cơ nên dễ dàng nạp điện hơn và ít nhạy cảm với nhiệt hơn so với mẫu đối chứng hữu cơ. Vật liệu quang xúc tác vô cơ của Zamkov sinh ra phản ứng nạp điện khi tiếp xúc với dung môi hữu cơ giá rẻ. Trong khi đó, ở phản ứng quang xúc tác truyền thống, chất xúc tác thường bị phá hủy không thể phục hồi. Các tinh thể nano quang điện cũng có thể chịu nhiệt cao hơn pin quang điện truyền thống mà không tiêu hao nhiệt.

“Chúng tôi đã thiết lập được phương pháp mới để chế tạo vật liệu quang điện và quang xúc tác. Điều này đặc biệt quan trọng cho chiến lược mới sản xuất màng quang điện 100% vô cơ, từ đó sản xuất panel năng lượng mặt trời ổn định hơn. Thiết kế này có thể cạnh tranh được trên thị trường.” TS. Zamkov nói. “Điều quan trong để có được những thước tài liệu ở định dạng hình ảnh, như sự tổng hợp của các tinh thể nano quang điện và các pin quang điện là những biện pháp lâu dài với các bước chi tiết, làm cho kỹ thuật của chúng tôi trở nên khả thi.”

Nguồn: phys.org
Đỗ Duyên @ MES Lab., biên dịch

Authors

Related posts

*

Top