Вчені знайшли спосіб перетворювати сонячне світло на паливо: деталі

Вчені з Гельмгольц-центр Дрезден-Россендорф розробили новий обчислювальний метод, який може значно прискорити створення матеріалів для перетворення сонячної енергії на паливо, повідомляє ScienceDaily. 

Новий підхід допомагає прогнозувати, які матеріали найкраще працюватимуть для реакцій, що використовують сонячне світло.

Матеріали, що можуть перетворювати світло на хімічну енергію

Підписуйтеся на наші соцмережі

У центрі дослідження — полігептазинові імідиди, особливий тип матеріалів із групи нітридів вуглецю. Вони мають шарувату структуру, схожу на графен, але складаються з молекулярних кілець, багатих на азот. 

На відміну від графену, ці матеріали можуть поглинати видиме світло, що робить їх перспективними для фотокаталітичних реакцій.

Такі матеріали мають низку важливих переваг, зокрема відносно дешеве виробництво, нетоксичність та термічна стабільність. Саме тому вони вважаються перспективною основою для створення нових технологій відновлюваної енергетики.

Коли фотон світла потрапляє в матеріал, він може збудити електрон, змусивши його перейти в інший енергетичний стан. При цьому утворюється пара: електрон і так звана “дірка” — позитивно заряджена область.

Якщо електрон швидко повертається назад, енергія просто втрачається у вигляді тепла або світла. Для ефективних хімічних реакцій важливо розділити ці заряди, щоб вони могли брати участь у каталізі.

Створення нових каталізаторів — складний процес. Кількість можливих комбінацій елементів і структур настільки велика, що протестувати всі варіанти в лабораторії практично неможливо. Саме тому вчені використовують комп’ютерні моделі.

Що це дослідження означає для майбутньої енергетики

На думку дослідників, новий підхід може значно прискорити створення матеріалів для:

Ці процеси можуть стати важливою частиною майбутньої зеленої енергетики, яка використовує сонячне світло для отримання чистого палива.