半導体ナノ結晶は水素燃料の製造に役立ちます
光合成
光合成は、太陽放射をグリーンエネルギーに変換して糖を生成するプロセスであり、細胞呼吸は、水を使用して酸素を放出する緑色クロロフィル色素を使用して、植物、細菌、および一部のプロチスタンによって緑色にATPに変換されます。
人工光合成
光吸収分子または発色団（通常は有機染料でできている）を利用して、還元および酸化プロセスとの半反応によって水を水素と酸素に光化学的に分解する人工光合成システム。しかし、光吸収染料は太陽光線によって損傷を受け、プロセスは非効率的で不安定です。
米国ロチェスター大学の研究者は、ナノ結晶、太陽光、安価なニッケル触媒を使用して水素を生成しました。減速します。
ナノクリスタル
ナノ結晶はサイズが限られているため、欠陥が少なくなります。ナノ結晶は内部容積が非常に少なく、事実上すべての表面であり、内部の不純物は表面までの短い距離を容易に移動し、ドーピングによって放出される可能性があります。ドーピングとは、電子を含む不純物を添加して、制御された方法で電気コンダクタンスを可能にすることです。これらの結晶の物理的特性は、コアとシェルの間の界面によって決定されます。
ナノスケールのドーピングでは、太陽電池、発光ダイオード、レーザーまたはディスプレイ、電気発光デバイス、電子機器。
システム
人工光化学水素生成システムには、セレン化カドミウム量子ドット、ニッケル塩触媒、アスコルビン酸が含まれています。水を扱う場合のシステムは、吸収された100個の光子ごとに36％の量子効率を持ち、36個の水素分子を生成します。水とエタノールの混合溶液の場合、効率は66％に増加します。アスコルビン酸は電子供与体として機能し、使い果たされ、各水素製造サイクル中に定期的に補充する必要があります。
作業中
研究者は、CdSe量子ドットが2光子の光を吸収し、2つの電子をNi触媒に転送して、量子ドットリガンドから局所的に必要な触媒を形成することにより、2つのプロトンを吸収して水素を生成できると説明しています。触媒とナノ結晶のペアは、太陽光に対してより安定しているため、他の人工光合成ナノ粒子システムよりも優れています。
アプリケーション
この発見は、グリーンエネルギーの用途や、ハーバープロセスでアンモニアを生成するプロセスなどの特定の産業プロセスにとって非常に重要である可能性があります。
ナノマテリアル