Innovative photokatalytische Kohlenstoffnanoröhrchen für die effiziente Umwandlung von Sonnenenergie und die Produktion von Wasserstoff

Anonim

Die einzigartigen Eigenschaften von halbleitenden einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen (s-SWCNTs) bieten signifikante Vorteile gegenüber organischen Molekülen, halbleitenden Polymeren und Festkörperhalbleitern für vielfältige Anwendungen. Insbesondere sind s-SWCNT potenziell hochwirksame aktive Absorptionsschichten in Dünnschichtsolarzellen, da die optischen Absorptionsbanden, die von den chiralen Indizes (n, m) abhängen, von s-SWCNTs eine ausgezeichnete Überlappung mit dem nutzbaren Sonnenspektrum aufweisen Reichweite der Sonnenstrahlung.

Bei anderen Anwendungen von Kohlenstoffnanoröhren gibt es jedoch keine Berichte über die Verwendung von s-SWCNTs als Komponenten von Photokatalysatoren zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff (photokatalytisches H2), obwohl die Wasserspaltung auf Photokatalysatorbasis eine Schlüsseltechnologie für Solar ist Energieumwandlung und nachhaltige Produktion von Wasserstoff.

Jetzt berichten Yutaka Takaguchi und Kollegen von der Okayama University, der Yamaguchi University und der Tokyo University of Science über die Beobachtung der photokatalytischen H2-Entwicklung aus Wasser, ausgelöst durch Photoanregung von s-SWCNTs.

Die Forscher stellten eine Struktur her, die aus einem koaxialen s-SWCNT / C60-Heteroübergang bestand, und zwar mittels einer Selbstorganisationstechnik unter Verwendung von Fullerodendron, um s-SWCNT als Photokatalysator wirken zu lassen. Dieser Heteroübergang wurde verwendet, um die hocheffiziente H 2 -Entwicklungsreaktion aus Wasser zu induzieren, wobei der koaxiale (8, 3) SWCNT / Fullerodendron-Photokatalysator eine H2-entwickelnde Aktivität (QY = 0.015) bei 680 nm Beleuchtung zeigt, was eine E22-Absorption von (8, 3) SWCNT.

Aufgrund der starken Absorptionskoeffizienten und der einfachen Modifizierung von s-SWCNTs könnte der CNT-Photokatalysator ein vielversprechender Kandidat für die Umwandlung von Sonnenenergie und die Produktion von H2 ohne CO2-Emission sein.

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