Ученые открыли новый эффективный способ преобразования солнечного света в топливо

Фото: Getty Images

Фотокатализ представляет собой многообещающий способ преобразования огромного количества солнечного света в полезную химическую энергию. Недавно ученым удалось совершить прорыв в этой области, пишет Mediafax.

Отмечается, что среди материалов, привлекающих все большее внимание, выделяются имиды полигептазина, которые обладают структурными и функциональными характеристиками, делающими их особенно эффективными для фотокаталитических реакций. До недавнего времени ученые имели лишь ограниченное представление о том, как изменения в их структуре влияют на электронные и оптические свойства многих возможных материалов из этого семейства.

В новом исследовании ученые предложили надежный и воспроизводимый теоретический подход к решению этой проблемы. Они провели опыты на реальных образцах материала.

В издании отметили, что полигептазиновые имиды относятся к более широкому классу углеродных нитридов. Эти материалы состоят из слоистых структур, похожих на графен, но построенных из кольцеобразных молекулярных единиц с высоким содержанием азота.

Полигептазиновые имиды отличаются одним важным свойством — их электронные запрещенные зоны позволяют им поглощать видимый свет, что делает их подходящими для химических реакций, инициируемых солнечным светом.

Более того, материалы на основе нитрида углерода обладают рядом практических преимуществ. Они относительно дешевы в производстве, нетоксичны и термостабильны. Однако ранние версии этих материалов не работали хорошо в качестве фотокатализаторов.

Используя свой вычислительный подход, исследователи изучили, как различные ионы металлов изменяют структуру решетки имида полигептазина. Их анализ показал, что введение ионов может вызывать измеримые структурные изменения, включая изменения расстояния между слоями и изменения локальных связующих сред.

В издании подчеркнули, что эти структурные вариации напрямую влияют на структуру электронной зоны и оптические свойства материалов, влияя на эффективность, с которой они поглощают свет.

Чтобы проверить свою теорию, ученые синтезировали восемь материалов из полигептазина-имида, каждый из которых содержал ион другого металла. Затем материалы были оценены на предмет их способности катализировать производство перекиси водорода.

Карпова Рада
Журналист ARDinform