Инновация усовершенствует искусственный фотосинтез

Открытие позволит улучшить фотоэлектрохимические батареи.

Последние используют солнечный свет тем же образом, что и клетки растений — преобразуя его в энергию. Процесс сопровождается химическими реакциями, в результате которых из воды выделяется водород.

Процесс включает использование светочувствительного полупроводника, такого как оксид меди, чтобы обеспечить ток, необходимый для реакции. Хотя соединение не является дорогим, оно нестабильно, особенно если подвергается воздействию света в воде.

Исследование, проведенное Адрианой Параччино и Элиахом Тимсеном, опубликовано в издании Nature Materials. Оно показало, что проблему можно преодолеть, покрыв полупроводник тонким слоем атомов с использованием технологии осаждения атомных слоев.

Под наблюдением профессора Майкла Гратцеля в Лаборатории фотоники и интерфейсов EPFL ученые совершили замечательное открытие, комбинируя методы, используемые в промышленных масштабах, и затем применив их к проблеме производства водорода.

После описываемого процесса оксид меди просто и эффективно огражден от контакта с водой, что вполне позволяет использовать его в качестве полупроводника. Преимуществ масса: оксид меди, как уже указывалось, недорог и достаточно широко распространен; защитный слой абсолютно непроницаем вне зависимости от состояния поверхности; процесс легко можно реализовать в промышленных масштабах.

Многообещающая технология

Исследовательская группа разработала метод, «вырастив» слой оксида цинка и оксида титана толщиной в атом на поверхности оксида меди. С использованием технологии осаждения атомных слоев ученые сумели легко регулировать толщину защитного слоя с точностью до одного атома по всей поверхности. Подобный уровень точности гарантирует стабильность и эффективность полупроводника. Следующим шагом исследования будет совершенствование электрических свойств защитного слоя.

11.05.2011