Een van de redenen dat zonne-energie niet algemeen wordt toegepast, is omdat lichtabsorberende materialen niet duurzaam zijn. Materialen die zonnestraling oogsten voor energie raken vaak oververhit of degraderen na verloop van tijd; dit vermindert hun levensvatbaarheid om te concurreren met andere hernieuwbare energiebronnen zoals wind- of waterkrachtcentrales.

Een nieuw videoprotocol pakt deze problemen aan door een synthese te presenteren van twee anorganische nanokristallen, die elk duurzamer zijn dan hun biologische tegenhangers. Het artikel, gepubliceerd in Tijdschrift voor gevisualiseerde experimenten ( Jupiter ), richt zich op de vloeistoffasesynthese van twee nanokristallen die bij blootstelling aan licht waterstofgas of een elektrische lading produceren. "Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het directe, alle anorganische koppeling van de lichtabsorbeerder en de katalysator, ", zegt de hoofdauteur Dr. Mikhail Zamkov van Bowling Green State University.

De nanokristallen van Zamkov zijn om twee redenen uniek:ze scheiden lading op verschillende manieren vanwege hun architectuur, en ze zijn anorganisch en duurzaam. Het eerste nanokristal is staafvormig, die de ladingsscheiding mogelijk maakt die nodig is om waterstofgas te produceren, een reactie die bekend staat als fotokatalyse. Het tweede nanokristal is opgebouwd uit gestapelde lagen en wekt elektriciteit op, dus fotovoltaïsch. Omdat de nanokristallen anorganisch zijn, ze zijn gemakkelijker op te laden en minder gevoelig voor warmte dan hun biologische tegenhangers. Het anorganische fotokatalytische materiaal van Zamkov maakt een oplaadbare reactie mogelijk bij blootstelling aan goedkope organische oplosmiddelen, terwijl bij traditionele fotokatalytische reacties de katalysator vaak onomkeerbaar wordt afgebroken. De fotovoltaïsche nanokristallen zijn ook bestand tegen hogere hitte dan de traditionele fotovoltaïsche cellen die de warmte niet goed afvoeren.

"We hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het maken van fotokatalytische en fotovoltaïsche materialen. Dit is vooral belangrijk als een nieuwe strategie voor het maken van fotovoltaïsche films die 100% anorganisch zijn, waardoor een stabieler zonnepaneel ontstaat. Het is een ontwerp dat je verkoopbaarheid zou kunnen bereiken, " Dr. Zamkov zegt. "Het is belangrijk om deze stappen in een videoformaat te documenteren, aangezien de synthese van de fotokatalytische nanokristallen en de fotovoltaïsche cellen lange procedures zijn met gedetailleerde stappen. Het maakt onze techniek zichtbaarder en toegankelijker."