Onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben de fotokatalytische activiteit van oxyhalogenidematerialen bestudeerd en waren in staat om een ​​verband aan te tonen tussen parameters gemeten door time-resolved microgolfgeleidbaarheid (TRMC) en zuurstofgeneratie. Met behulp van de relatie, ze optimaliseerden de verwerkingstemperatuur voor de synthese van de fotokatalysator PbBiO ₂ kl, resulterend in een drievoudige verbetering van de schijnbare kwantumefficiëntie in vergelijking met eerdere rapporten. Gehoopt wordt dat de bevindingen een screening met hoge doorvoer en efficiënte ontwikkeling van fotokatalysatoren mogelijk zullen maken.

Fotokatalysatoren die lichtenergie benutten en gebruiken om water in waterstof en zuurstof te splitsen, zouden van waterstof een potentiële schone energiebron kunnen maken. Echter, de optimalisatie van kandidaat-fotokatalysatormaterialen vereist gewoonlijk een aanzienlijke tijdsinvestering. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben een verband aangetoond tussen gemakkelijk te meten hoeveelheden en de prestaties van de katalysator, wat een snelle evaluatiemethode zou kunnen opleveren.

De omzetting van lichtenergie in chemische energie met behulp van fotokatalysatoren is algemeen bekend, maar de voortdurende optimalisatie van fotokatalytische materialen is van cruciaal belang voor hun succesvolle toepassing. De eigenschappen van fotokatalysatoren, inclusief hun oppervlakte, kristalliniteit en verschillende elektronische functies, hun activiteit beïnvloeden. Deze eigenschappen kunnen worden beïnvloed door de technieken en specifieke omstandigheden die worden gebruikt om ze te bereiden, wat leidt tot een breed scala aan materialen die kunnen worden geëvalueerd.

Het testen van materiaal is een tijdrovend proces dat tot nu toe nog moet worden versneld. In een rapport gepubliceerd in ACS Energiebrieven , Osaka-onderzoekers hebben de relatie aangetoond tussen metingen van de time-resolved microgolfgeleidbaarheid (TRMC) en de fotokatalytische prestaties van halfgeleidermaterialen. TRMC is een proces waarmee fotokatalysatoren in poedervorm kunnen worden geëvalueerd, wat leidt tot een aanzienlijk hogere doorvoer.

"We hebben kunnen aantonen dat de zuurstofontwikkelingssnelheid van een fotokatalysator - wat een maatstaf voor activiteit is - kan worden bepaald aan de hand van de fotogeleiding en de halfwaardetijd bepaald door TRMC, " legt hoofdauteur Hajime Suzuki uit. "Het toepassen van deze relatie op materialen maakt het evalueren van hun potentieel veel efficiënter."

De onderzoekers gebruikten hun bevindingen om de optimale verwerkingstemperatuur te bepalen voor een materiaal dat niet uitgebreid was bestudeerd, PbBiO ₂ kl, en waren in staat om een ​​analoog te produceren met een schijnbare kwantumefficiëntie van 3 procent - drie keer hoger dan was bereikt in eerdere onderzoeken met hogere verwerkingstemperaturen.

"We hopen dat de principes van onze bevindingen op grote schaal kunnen worden toegepast om de efficiëntie en het gemak van screeningmaterialen te verbeteren, kandidaten vinden, en het kiezen van synthesevoorwaarden, " legt studie corresponderende auteur Akinori Saeki uit. "In termen van het bredere plaatje, processen met een hoge doorvoer kunnen de ontwikkeling van oplossingen voor schonere energie versnellen."