Osaka-universitetets forskare har studerat den fotokatalytiska aktiviteten hos oxihalidmaterial och kunde påvisa ett samband mellan parametrar mätt med tidsupplöst mikrovågsförmåga (TRMC) och syregenerering. Med hjälp av relationen, de optimerade bearbetningstemperaturen för syntesen av fotokatalysatorn PbBiO ₂ Cl, vilket resulterade i en tredubbling av den skenbara kvanteffektiviteten jämfört med tidigare rapporter. Man hoppas att resultaten kommer att möjliggöra screening med hög genomströmning och effektiv utveckling av fotokatalysatorer.

Fotokatalysatorer som utnyttjar ljusenergi och använder den för att dela vatten i väte och syre kan göra väte till en potentiell ren energikälla. Dock, optimeringen av fotokatalysatorkandidatmaterial kräver vanligtvis en avsevärd tidsinvestering. Nu, forskare vid Osaka University har visat ett samband mellan lättmätbara kvantiteter och katalysatorprestanda som kan ge en snabb utvärderingsmetod.

Omvandlingen av ljusenergi till kemisk energi med hjälp av fotokatalysatorer har rapporterats i stor utsträckning, men den ständiga optimeringen av fotokatalytiska material är avgörande för deras framgångsrika tillämpning. Fotokatalysatorers egenskaper, inklusive deras yta, kristallinitet och olika elektroniska funktioner, påverka deras aktivitet. Dessa egenskaper kan påverkas av teknikerna och specifika förhållanden som används för att förbereda dem, vilket leder till ett brett spektrum av material som kan utvärderas.

Testmaterial är en tidskrävande process som ännu inte har påskyndats-tills nu. I en rapport publicerad i ACS Energy Letters , Osaka-forskare har visat sambandet mellan mätningar av tidsupplöst mikrovågledningsförmåga (TRMC) och den fotokatalytiska prestandan hos halvledarmaterial. TRMC är en process som gör att fotokatalysatorer kan utvärderas i pulverform, vilket leder till betydligt högre genomströmning.

"Vi har kunnat visa att syreutvecklingshastigheten för en fotokatalysator-som är ett mått på aktivitet-kan bestämmas utifrån fotokonduktiviteten och halveringstiden som bestäms av TRMC, "förklarar studieförfattaren Hajime Suzuki." Att tillämpa detta förhållande på material gör utvärderingen av deras potential mycket mer effektiv. "

Forskarna använde sina fynd för att bestämma den optimala bearbetningstemperaturen för ett material som inte hade studerats utförligt, PbBiO ₂ Cl, och kunde producera en analog som hade en skenbar kvanteffektivitet på 3 procent - tre gånger högre än vad som hade uppnåtts i tidigare studier med högre bearbetningstemperaturer.

"Vi hoppas att principerna för våra fynd kan tillämpas i stor utsträckning för att förbättra effektiviteten och enkelheten hos screeningmaterial, hitta kandidater, och väljer syntesförhållanden, "förklarar motsvarande författare Akinori Saeki." När det gäller den bredare bilden, processer med hög kapacitet kan påskynda utvecklingen av renare energilösningar. "