Ученые развивают жидкие металлические фотоактивные пленки для искусственного фотосинтеза

PIP -процесс для масштабируемого изготовления фотоактивных пленок.Кредит: IMR

Исследовательская группа, возглавляемая профессором Лю Банг из Института исследований металлов (IMR) Китайской академии наук, разработала совершенно новую технику, имплантирующие частицы (PIP) для встраивания фотоактивных полупроводников в жидкие металлические пленки для масштабируемого изготовленияНадежные и эффективные фотоактивные фильмы, вдохновленные тем фактом, что фотосистемы I и II встроены в тилакоидные мембраны хлоропластов в листьях растений для эффективного управления фотосинтезом в природе.

Эта работа опубликована в Nature Communications.

Как и живой лист, пленка превращает солнечную энергию непосредственно в химическое топливо.При смоделированном облучении солнечного света его фотокаталитическая активность для расщепления воды для получения водорода в 2,9 раза больше, чем у традиционных пленок.Кроме того, фотоактивные полупроводниковые пленки с жидким металлом имеют хорошую стабильность и масштабируемость.Деятельность остается постоянной в течение длительной (> 100 часов) непрерывной работы, более 95% даже после того, как испытывает 105 циклов изгиба и около 70% при масштабе до 64 см2.

Превосходная производительность может быть связана с трехмерным сильным взаимодействием полупроводника/металла, которое обеспечивает эффективную сбор фотогенерированных зарядов, сильной архитектурной стабильности и превосходной фотоактивности.

Кроме того, пленка имеет преимущества универсальности и переработки, можно использовать широкий спектр металлов с низким уровнем мельницы (LMP) и полупроводников и легко переработана с помощью ультра-мороженого в горячей воде.В целом, методика PIP на основе LMP Metal предлагает новую возможность для устройств и приложений для преобразования солнечной энергии.

Больше информации: Chao Zhen et al., Фильмативные пленки с жидкостью металлов для искусственного фотосинтеза, природная связь (2024).Doi: 10.1038/s41467-024-46073-6