(أخبار Nanowerk) إن ضوء الشمس الذي تستقبله الأرض عبارة عن كيس مختلط من الأطوال الموجية تتراوح من الأشعة فوق البنفسجية إلى المرئية إلى الأشعة تحت الحمراء. يحمل كل طول موجي طاقة متأصلة، والتي إذا تم تسخيرها بشكل فعال، تحمل إمكانات كبيرة لتسهيل إنتاج الهيدروجين الشمسي وتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة غير المتجددة. ومع ذلك، تواجه تقنيات إنتاج الهيدروجين الشمسي الحالية قيودًا في امتصاص الضوء عبر هذا الطيف الواسع، ولا سيما الفشل في تسخير إمكانات الطاقة الضوئية التي تصل إلى الأرض. وقد حددت الأبحاث الحديثة أن كلا من Au وCu7S4 تُظهر الهياكل النانوية خاصية بصرية مميزة تُعرف باسم رنين طحين سطح موضعي (لسبر). ويمكن تعديله بدقة لاستيعاب الأطوال الموجية الممتدة عبر الطيف المرئي إلى NIR. استغل فريق من الباحثين، بقيادة البروفيسور المشارك تسو فو مارك تشانغ والمحاضر تشون يي تشين من معهد طوكيو للتكنولوجيا، والبروفيسور يونغ جونغ هسو من جامعة يانغ مينغ تشياو تونغ الوطنية، هذه الإمكانية وقاموا بتطوير Au@Cu المبتكر.7S4 yolk@shell بلورة نانوية قادرة على إنتاج الهيدروجين عند تعرضها للضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR). ونشرت النتائج التي توصلوا إليها في طبيعة الاتصالات ("ثنائي البلازمونيك Au@Cu7S4 yolk@shell بلورات نانوية لإنتاج الهيدروجين المحفز ضوئيًا عبر المنطقة الطيفية المرئية للأشعة تحت الحمراء القريبة"). يمكن لنظام التحفيز الضوئي واسع الاستجابة هذا أن يمهد الطريق لتطوير تقنيات توليد الوقود الشمسي المتطورة. (الصورة: Tokyo Tech) "لقد أدركنا أن إنتاج الهيدروجين واسع النطاق يكتسب زخمًا في الأيام الأخيرة كمصدر محتمل للطاقة الخضراء. وفي الوقت نفسه، رأينا أنه لا يوجد الكثير من الخيارات المتاحة حاليًا للمحفزات الضوئية التي يمكنها الاستجابة لأشعة NIR،» كما يقول الدكتور هسو والدكتور تشانغ. "لذا، قررنا إنشاء واحدة من خلال الجمع بين بنيتين نانويتين واعدتين، أي Au وCu7S4، مع ميزات LSPR قابلة للتخصيص. استخدم فريق البحث تفاعل التبادل الأيوني لتخليق Au@Cu7S4 البلورات النانوية، والتي تم تحليلها لاحقًا باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة، ومطياف امتصاص الأشعة السينية، ومطياف الامتصاص العابر لفحص الخصائص الهيكلية والبصرية. وأكدت هذه التحقيقات أن Au@Cu7S4 يتميز ببنية نانوية yolk@shell، تتمتع بخصائص بصرية مزدوجة البلازمونية. علاوة على ذلك، كشفت بيانات التحليل الطيفي فائق السرعة أن Au@Cu7S4 حافظت على حالات فصل الشحنات طويلة الأمد عند تعرضها للضوء المرئي وضوء NIR، مما يسلط الضوء على قدرتها على تحويل الطاقة الشمسية بكفاءة. اكتشف فريق البحث أن الهياكل النانوية yolk@shell متأصلة في Au@Cu7S4 عززت البلورات النانوية بشكل ملحوظ قدراتها على التحفيز الضوئي. "لقد أدى الفضاء الضيق داخل القشرة المجوفة إلى تحسين حركية الانتشار الجزيئي، وبالتالي زيادة التفاعلات بين الأنواع المتفاعلة. بالإضافة إلى ذلك، لعبت حركة جزيئات الصفار دورًا حاسمًا في إنشاء بيئة تفاعل متجانسة حيث كانت قادرة على تحريك محلول التفاعل بشكل فعال. وبالتالي، وصل هذا المحفز الضوئي المبتكر إلى ذروة إنتاجية كمية قدرها 9.4% في النطاق المرئي (500 نانومتر) وحقق إنتاجًا كميًا قياسيًا قدره 7.3% في نطاق NIR (2200 نانومتر) لإنتاج الهيدروجين. وبشكل مميز، وعلى عكس أنظمة التحفيز الضوئي التقليدية، فإن هذا النهج الجديد يلغي الحاجة إلى المحفزات المساعدة لتعزيز تفاعلات إنتاج الهيدروجين. بشكل عام، تقدم الدراسة منصة تحفيز ضوئي مستدامة لتوليد الوقود الشمسي تتميز بقدرات رائعة على إنتاج الهيدروجين وحساسية لمجموعة واسعة من الضوء. إنه يعرض إمكانية الاستفادة من خصائص LSPR لـ Au و Cu7S4 من أجل الالتقاط الفعال لطاقة NIR غير المستغلة سابقًا. "نحن متفائلون بأن النتائج التي توصلنا إليها ستحفز على إجراء المزيد من التحقيقات في تعديل خصائص LSPR لأشباه الموصلات غير المتكافئة والمخدرة ذاتيًا، بهدف إنشاء محفزات ضوئية تستجيب عبر نطاق واسع لمجموعة متنوعة من تطبيقات الطاقة الشمسية"، يختتم الدكتور هسو والدكتور تشانغ. .

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64740.php