(नानावरक न्यूज़) पृथ्वी द्वारा प्राप्त सूर्य का प्रकाश पराबैंगनी से लेकर दृश्यमान से लेकर अवरक्त तक की तरंग दैर्ध्य का एक मिश्रित बैग है। प्रत्येक तरंग दैर्ध्य अंतर्निहित ऊर्जा वहन करती है, जिसका यदि प्रभावी ढंग से उपयोग किया जाए, तो सौर हाइड्रोजन उत्पादन को सुविधाजनक बनाने और गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर निर्भरता कम करने की काफी संभावनाएं हैं। बहरहाल, मौजूदा सौर हाइड्रोजन उत्पादन प्रौद्योगिकियों को इस व्यापक स्पेक्ट्रम में प्रकाश को अवशोषित करने में सीमाओं का सामना करना पड़ता है, विशेष रूप से पृथ्वी तक पहुंचने वाली एनआईआर प्रकाश ऊर्जा की क्षमता का दोहन करने में विफलता। हाल के शोध से पता चला है कि Au और Cu दोनों7S4 नैनोस्ट्रक्चर एक विशिष्ट ऑप्टिकल विशेषता प्रदर्शित करते हैं जिसे कहा जाता है स्थानीयकृत सतह प्लासोन प्रतिध्वनि (एलएसपीआर)। इसे एनआईआर स्पेक्ट्रम तक दृश्यमान तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने के लिए सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है। टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर त्सो-फू मार्क चांग और लेक्चरर चुन-यी चेन और नेशनल यांग मिंग चियाओ तुंग यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर युंग-जंग सू के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस संभावना को पकड़ा और एक अभिनव Au@Cu विकसित किया।7S4 जर्दी@शेल नैनोक्रिस्टल दृश्यमान और एनआईआर प्रकाश दोनों के संपर्क में आने पर हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम है। उनके निष्कर्षों को प्रकाशित किया गया था संचार प्रकृति (“डुअल-प्लास्मोनिक Au@Cu7S4 दृश्यमान से निकट-अवरक्त वर्णक्रमीय क्षेत्र में फोटोकैटलिटिक हाइड्रोजन उत्पादन के लिए जर्दी@शेल नैनोक्रिस्टल"). यह व्यापक-स्पेक्ट्रम-उत्तरदायी फोटोकैटलिटिक प्रणाली अत्याधुनिक सौर ईंधन उत्पादन प्रौद्योगिकियों के विकास का मार्ग प्रशस्त कर सकती है। (छवि: टोक्यो टेक) “हमने महसूस किया कि संभावित हरित ऊर्जा स्रोत के रूप में व्यापक-स्पेक्ट्रम-संचालित हाइड्रोजन उत्पादन हाल के दिनों में गति पकड़ रहा है। उसी समय, हमने देखा कि वर्तमान में फोटोकैटलिस्ट के लिए बहुत सारे विकल्प उपलब्ध नहीं थे जो एनआईआर विकिरण का जवाब दे सकें,'' डॉ. ह्सू और डॉ. चांग कहते हैं। “तो, हमने दो आशाजनक नैनोस्ट्रक्चर, यानी एयू और सीयू को मिलाकर एक बनाने का फैसला किया7S4, अनुरूप एलएसपीआर सुविधाओं के साथ। अनुसंधान दल ने Au@Cu के संश्लेषण के लिए आयन-विनिमय प्रतिक्रिया का उपयोग किया7S4 नैनोक्रिस्टल, जिनका बाद में संरचनात्मक और ऑप्टिकल गुणों की जांच के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी और क्षणिक अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके विश्लेषण किया गया। इन जांचों से पुष्टि हुई कि Au@Cu7S4 इसमें एक जर्दी@शेल नैनोस्ट्रक्चर है, जो दोहरे-प्लास्मोनिक ऑप्टिकल गुणों से संपन्न है। इसके अलावा, अल्ट्राफास्ट स्पेक्ट्रोस्कोपी डेटा से पता चला कि Au@Cu7S4 दृश्यमान और एनआईआर प्रकाश दोनों के संपर्क में आने पर लंबे समय तक चलने वाली चार्ज पृथक्करण स्थिति को बनाए रखा जाता है, जो कुशल सौर ऊर्जा रूपांतरण के लिए इसकी क्षमता को उजागर करता है। अनुसंधान दल ने पाया कि जर्दी@शेल नैनोस्ट्रक्चर Au@Cu में निहित हैं7S4 नैनोक्रिस्टल ने उल्लेखनीय रूप से अपनी फोटोकैटलिटिक क्षमताओं को बढ़ाया। “खोखले खोल के भीतर सीमित स्थान ने आणविक प्रसार कैनेटीक्स में सुधार किया, जिससे प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के बीच बातचीत में वृद्धि हुई। इसके अतिरिक्त, जर्दी के कणों की गतिशीलता ने एक सजातीय प्रतिक्रिया वातावरण स्थापित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई क्योंकि वे प्रतिक्रिया समाधान को प्रभावी ढंग से उत्तेजित करने में सक्षम थे, ”डॉ. चेन बताते हैं। नतीजतन, यह अभिनव फोटोकैटलिस्ट दृश्यमान रेंज (9.4 एनएम) में 500% की चरम क्वांटम उपज तक पहुंच गया और हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एनआईआर रेंज (7.3 एनएम) में 2200% की रिकॉर्ड-ब्रेकिंग क्वांटम उपज हासिल की। विशिष्ट रूप से, पारंपरिक फोटोकैटलिटिक प्रणालियों के विपरीत, यह नया दृष्टिकोण हाइड्रोजन उत्पादन प्रतिक्रियाओं को बढ़ाने के लिए सह-उत्प्रेरक की आवश्यकता को समाप्त करता है। कुल मिलाकर, अध्ययन सौर ईंधन उत्पादन के लिए एक स्थायी फोटोकैटलिटिक प्लेटफ़ॉर्म पेश करता है जो उल्लेखनीय हाइड्रोजन उत्पादन क्षमताओं और प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम के प्रति संवेदनशीलता का दावा करता है। यह Au और Cu के LSPR गुणों का लाभ उठाने की क्षमता को प्रदर्शित करता है7S4 पहले से अप्रयुक्त एनआईआर ऊर्जा को प्रभावी ढंग से पकड़ने के लिए। डॉ. ह्सू और डॉ. चांग ने निष्कर्ष निकाला, "हम आशावादी हैं कि हमारे निष्कर्ष सेल्फ-डोप्ड, नॉनस्टोइकोमेट्रिक सेमीकंडक्टर्स के एलएसपीआर गुणों में बदलाव के लिए आगे की जांच को प्रेरित करेंगे, जिसका लक्ष्य विभिन्न प्रकार के सौर ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए व्यापक स्पेक्ट्रम में प्रतिक्रियाशील फोटोकैटलिस्ट बनाना है।" .

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64740.php