Наностержни из золота – альтернатива солнечным батареям на полупроводниках
В Санта Барбаре химики нашли еще один способ преобразовывать солнечную энергию. Этот метод требует дополнительных исследований и пока стоит дороже традиционных технологий, базирующихся на полупроводниках, но зато он более надежный.
Ознакомиться с работой ученых из Калифорнийского университета можно из последних публикаций журнала Nature.
Профессор химии Калифорнийского университета Мартин Московиц заявил: «Это первая принципиально новая и потенциально осуществимая альтернатива полупроводниковым устройствам преобразования солнечной энергии в электрическую, разработанным за последние семьдесят лет».
В современных фотопроцессах свет взаимодействует с полупроводниковыми материалами. Фотоны возбуждают электроны, те покидают свои уровни, оставляя положительно заряженные ячейки. Так возникает электрический ток, который можно подавать непосредственно потребителю, использовать для подзарядки аккумуляторов, или для химических превращений (добычи водорода, этилового спирта и др.).
Команда профессора Московица для преобразования солнечного света использовала вместо полупроводников наноструктурированные металлы. Массив золотых наностержней покрыли слоем кристаллов диоксида титана с включениями платиновых наночастиц. В основе каждого золотого наностержня размещены кристаллы кобальта в качестве катода.
Золотой нанолес окунают в воду и выставляют под палящее солнце. Выделяется водород, кислород оседает на катоде. „Когда наноструктуры, такие как наностержни из некоторых металлов, подвергаются воздействию видимого света, электроны начинают возбуждаться, поглощая большое количество света“, объясняет профессор Московиц. „Это возбуждение называется поверхностными плазмонами“.
Преимущество металлических наностержней перед полупроводниками – они не поддаются фотостарению, не разрушаются по влиянием ультрафиолета.
В настоящее время плазмонный метод разложения воды дороже традиционных фотопроцессов, и менее эффективен. Но и фотоэлектрические технологии на основе полупроводников вначале своего развития тоже были дорогостоящими и малоэффективными. Только благодаря постоянным исследованиям удалось их усовершенствовать и удешевить. „В случае с плазмонным методом потребуется гораздо меньше времени, чем когда-то потребовалось для усовершенствования полупроводниковой технологии“, считает Московиц.
