Крок до водневої енергетики

Група дослідників з Китаю наблизилася до вирішення проблеми водневої енергетики.


З тих пір як було відкрито фотоліз - фотоелектрохімічне розкладання молекул води на водень і кисень на електродах з діоксиду титану (TiO2), - він став розглядатися вченими, як майбутня основа водневої енергетики. Однак до практичного втілення ідеї справа так і не дійшла, оскільки тільки 2-3% сонячного світла може бути використано за прямим призначенням. Враховуючи, що TiO2 - напівпровідник з досить широкою забороненою зоною (3.0-3.2 еВ), при такій ефективності використання сонячного світла необхідна щільність фотоструму не може бути досягнута. Група

дослідників з Китаю наблизилася до вирішення цієї практично важливої проблеми, збільшивши щільність фотоструму в кілька разів. Для цього вони створили гетероструктуру типу «ядро/оболонка сульфід кадмію-діоксид титану». Їхня ідея полягала в тому, що якщо поєднати напівпровідник з широкою забороненою зоною (1) і напівпровідник з досить вузькою забороненою зоною (2) і більш негативним рівнем зони провідності, то електрони з цієї зони можуть «» перейти «» з напівпровідника 2 в напівпровідник 1. Цим умовам якраз і задовольняють діоксид титану (напівпровідник 1) і сульфід кадмію (напівпровідник 2). Ширина забороненої зони сульфіду кадмію (CdS) становить 2,4 Ев і його зона провідності на 0,5 еВ лежить нижче, ніж для діоксиду титану
.


Китайські дослідники використовували електрохімічне осадження CdS на анодні титанові нанотрубки. Після осадження зразки промивали і випалювали при 400 в С протягом 1 години. В результаті були отримані масиви нанотрубок діоксиду титану з обложеним на внутрішній їх поверхні сульфідом кадмію (див. малюнок).

Синтезовані таким чином CdS/TiO2 електроди показали значно вищу щільність фотоструму у видимій області світла, ніж чисті TiO2-електроди. Якщо дослідження в даній області буде продовжено, то можливо, незабаром машини будуть їздити не на бензиновому двигуні, а на водневому.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND