Perovskit Kuantum Noktaları, Yapay Fotosentezi Arttırır
Karbon dioksitin fotokatalitik indirgenmesini arttırmak için perovskit ve grafen oksit birleştirilir.
Çin’deki araştırmacılar tarafından ışıkla uyarıldığı zaman CO2‘ i düşüren bir perovskit kuantum noktaları ve grafen oksit bileşimi geliştirildi. Suni fotosentezin ilk örneği, perovskit kuantum noktalarıdır.
Guangzhou’ daki Sun Yat-Sen Üniversitesi’nden Dai-Bin Kuang ‘Halid perovskitler birkaç yıl içinde% 22.1′ lik inanılmaz bir verimlilik elde etti. Böyle hızlı bir gelişmeden esinlenerek, aynı materyallerin yüksek performanslı fotokatalizör için yetkili olabileceğini düşündük.’ demiştir.
Kuang ve meslektaşları, oldukça kararlı bir sezyum-kurşun halid perovskitin kuantum noktaları (yarı iletken nanopartiküller) yanı sıra bu kuantum noktalarından ve grafen oksitten yapılmış bir kompozit malzeme hazırladılar. Her iki malzeme de gözle görülür ışık ve güçlü bir parlaklık emilimini gösterdi. Ekip bu ürünleri, suni fotosentezde temel bir adım olan CO2‘ i azaltmak için kullandı. Güneş ışığını simüle etmek için de uygun bir filtreye sahip bir ksenon lamba kullandılar.
Perovskite kuantum nokta fotokatalizörleri, CO2‘ in karbon monoksite ve metana dönüştürülmesinde kadmiyum sülfid ve diğer son teknoloji materyallerin verimliliğini aştı. Kimyagerler, kompozitin sinerjik etkisini de gösterdi; grafen oksitle birleştirildiğinde, perovskite QD’ler, tek başına QD’ lerden % 26 daha yüksek fotokatalitik performanslar elde etti. Kuang’a göre, grafen oksit, QD’ lerin verimliliğini arttırarak yük ayırımı ve taşımayı geliştiriyor.
İspanya Katalonya’ daki Kimyasal Araştırmalar Enstitüsünde çalışan güneş pillerinde uzman olan Emilio Palomares, ‘Kuang’ ın fikri mükemmel, perovskitlerin klasik kullanımlarının ötesine geçerek tamamen yeni bir uygulama geliştiriyor.’ demiştir. Grafen oksitli kuantum noktaları iyi bir seçimdir.
‘Bu iki malzeme, birlikte, daha uzun süre şarjları ayrı tutarak, katalitik mekanizmaları destekliyor.’ demiştir. ‘Araştırmacılar, kuantum noktaların gücünü artırmak için yeni sinerjiler yakında çıkacaklarını’ öngörmektedir.
Kuang, kendisinin ve meslektaşlarının zaten grafen oksit için alternatifleri test ettiğini söyledi. Destek malzemeleri, yük taşıma davranışında ve fotokatalizörün hafif hasat verimliliğinde büyük etkiye sahiptir. Karbon nanotüpler gibi karbon bazlı materyalleri ve TiO2 gibi metal oksitleri de yeni tasarlanmış bir kompozit fotokatalizör serisi oluşturmak için kullandık, diye açıklamalarda bulunmuştur.
Her ne kadar verimliliği yüksek olsa da, çoğu halid perovskitin önemli bir dezavantajı vardır; kurşun kontaminasyonu. Kuang, kurşun halid perovskitler hakkındaki çevresel endişeleri tartışılmaz buluyor. Ekibi, kurşunsuz alternatiflerin sezyum, gümüş ve bizmut içeren özelliklerini test ediyor. ‘Neyse ki, bazı ideal adayları taradık,’ diyor. ‘Şu anda potansiyel fotokatalitik uygulamalarını araştırıyoruz.’ diyor.
Perovskit Kuantum NoktalarıYapay Fotosentez