Основная проблема преобразования солнечной энергии в электрический ток — это накопление. Спрос на электроэнергию часто не успевает за производством.
Не можем ли мы хранить солнечную энергию в устойчивом «солнечном топливе» — это вопрос, который задают себе ученые всего мира. Одним из таких видов топлива может быть водород, в основе которого лежат вода и солнечный свет.
Но также конверсия CO2 — это вариант: привлекательный способ решить огромную проблему выбросов в мире.Управляющие электроны
Для протекающих химических реакций требуются специальные материалы, фотокатализаторы. Диоксид титана используется очень часто, но, по словам Вендериха, у этого есть некоторые ограничения.
Он выбрал другую альтернативу, оксид вольфрама, желтый материал, который лучше адсорбирует солнечный свет. Из этого он создает особые кристаллические структуры, наноразмерные пластины: на поверхности, гранях этих пластин будут происходить химические реакции. Например: солнечный свет освобождает электроны, появляющиеся только на одной поверхности и образующие водород, когда ионы водорода адсорбируются на поверхности. Направить электроны в правильном направлении — вот в чем проблема.
Освободившиеся «дырки» перемещаются к одной из других поверхностей пластины и вступают в реакцию с ионами кислорода в направлении газообразного кислорода.Неправильные места посадкиНо оксид вольфрама также нуждается в дополнительном «толчке» для повышения эффективности.
Распространено мнение, что наночастицы платины могут служить сокатализатором в реакциях с электронами. Эти частицы помещаются на реактивные поверхности с помощью техники, в которой также используется свет, — фотоосаждения. Когда присутствует платина, электроны еще больше стремятся двигаться к нужной поверхности: это, по крайней мере, теория. Однако нанести платину на нужные поверхности не так просто, как кажется, — пришел к выводу Венерих.
Он имеет тенденцию перемещаться к краям, а не к поверхностям. Поступая так, он даже замедляет реакцию, а не ускоряет ее. Вендерих демонстрирует это с помощью эксперимента с солнечным топливом, выход которого меньше ожидаемого.
Он также подробно изучил механизмы, используя атомно-силовую микроскопию. Тезис Вендериха позволяет по-новому взглянуть на наилучшее распределение частиц и их размер.
Хотя результаты оказались не такими хорошими, как ожидалось, фотоосаждение по-прежнему остается привлекательным вариантом для производства солнечного топлива. Использование этих нанопластин также возможно для других материалов, помимо оксида вольфрама, что открывает новые направления исследований в будущем.