Ferro-elektriciteit is een fotokatalytische kandidaat voor de productie van zonnebrandstof. De prestatie van ferro-elektrische fotokatalysatoren is echter vaak matig en kan geen algehele watersplitsing bereiken.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Li Can en Prof. Fan Fengtao van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een nieuwe ladingsscheidingsstrategie voorgesteld om grensvlaklading-verzamelende nanostructuren te fabriceren op positieve en negatieve domeinen van ferro-elektrisch, wat watersplitsing in ferro-elektrische fotokatalysatoren mogelijk maakt.

Deze studie is gepubliceerd in Nature Communications op 22 juli.

De onderzoekers kozen voor de ferro-elektrische BaTiO₃ eendomeinkristal en Au-nanodeeltje als modelsysteem om het ladingsscheidingsmechanisme bij Au/BaTiO₃ te benadrukken koppel. Ze merkten op dat door foto's gegenereerde elektronen en gaten zich efficiënt ophopen binnen hun thermalisatielengte (ongeveer 50 nm) rond Au-nanodeeltjes die zich in de positieve en negatieve domeinen van een BaTiO₃ bevinden. eenkristal, respectievelijk.

Ze ontdekten dat de gemeten thermalisatielengte een essentieel experimenteel recept was voor het vervaardigen van zeer efficiënte fotokatalytische en fotovoltaïsche apparaten op nanoschaal. Met dit structuurontwerp konden geconstrueerde ferro-elektrische fotokatalysatoren fotokatalytische algehele watersplitsing uitvoeren.

"De fabricage van bipolaire ladingsverzamelende structuren op ferro-elektriciteit om algehele watersplitsing te bereiken, kan een paradigma vormen voor het gebruik van de energetische fotogegenereerde ladingen bij de conversie van zonne-energie", zei prof. Fan. + Verder verkennen

Brede, op licht reagerende fotokatalysator stimuleert de splitsing van water door zonne-energie