Schematisk diagram över plats- och rumsselektiv integration av metalljoner i QD:er för robust H 2 fotogenerering. Kredit:Prof. WU:s grupp
Väldigt nyligen, Kinesiska forskare hade uppnått plats- och rumslig selektiv integrering av jord-rikliga metalljoner (t.ex. Fe 2 + , Co 2 + , Ni 2 + ) i halvledarkvantprickar (QDs) för effektiv och robust fotokatalytisk H 2 evolution från vatten.
Denna forskning, publicerad online i Materia , genomfördes av en forskargrupp ledd av prof. Wu Lizhu och dr. Li Xubing från det tekniska institutet för fysik och kemi (TIPC) vid den kinesiska vetenskapsakademin.
Fotosyntes i naturen ger ett paradigm för storskalig omvandling av solljus till kemiska bränslen. Till exempel, hydrogenaser i vissa bakterier och alger katalyserar den reversibla reduktionen av protoner till H 2 med enastående aktivitet.
Inspirerad av naturlig fotosyntes, soldriven H 2 Evolution från vatten anses vara en idealisk väg för att lagra solenergi i kemiska bindningar. I strävan efter högeffektiv kemisk omvandling, QDs i kombination med icke-ädla metalljoner har dykt upp som den banbrytande teknologin för H 2 fotogenerering.
Denna forskning insåg framgångsrikt den kooperativa och välkontrollerade laddningen av icke-ädelmetalljoner i QDs, därigenom integrera en ljusabsorbent, skydda lager och aktiv plats tillsammans i en ultraliten nanokristall, som skulle visa stor potential för att tillverka artificiella fotosyntetiska enheter för uppskalning av sol-till-bränsle-omvandling.
Tidsupplösta spektroskopiska tekniker och beräkningar av densitetsfunktionella teorier avslöjar kinetiken för gränsytladdningsöverföring och mekanismen för H 2 evolution hos aktiva arter, som ger ny vägledning om design av multifunktionella fotokatalysatorer för praktiska tillämpningar.
Detta arbete stöddes av ministeriet för vetenskap och teknik i Kina, National Science Foundation of China, och det strategiska prioriterade forskningsprogrammet för den kinesiska vetenskapsakademin.
