Химические реакции на поверхности оксидов металлов, таких как диоксид титана и оксид цинка, которые важны для применений в качестве солнечных батареЙ, которые преобразуют энергию солнца в электричество. В настоящее время ученые Университета Вашингтона установили, что ранее недооцененный аспект этих реакций может играть ключевую роль в разработке более эффективных энергетических систем.
Такие системы могут включать, например, солнечные батареи , которые будут производить больше электроэнергии от солнечных лучей, или водородных топливных элементов достаточно эффективных для использования в автомобилях, сказал Джеймс Майер, профессор химии Университета Вашингтона.
"Когда мы думаем о построении лучшего будущего энергии, то мы должны разработать более эффективные способы для преобразования химической энергии в электрическую энергию и наоборот ", сказал Майер, автор статьи об открытии в 8 июня издание Science.
Химические реакции, которые изменяют степень окисления молекул на поверхности оксидов металлов исторически рассматривались как идущие исключительно с передачей электронов. Новое исследование показывает, что, по крайней мере в некоторых реакциях, процесс передачи включает спаренные электроны и протоны.
"В принципе, это путь к более эффективному использованию энергии".
Связь перенос электронов с передачей протонов может помочь снизить энергетические барьеры для химических реакций, которые играют важную роль во многих технологиях. Например, используя солнечную энергию, чтобы сделать видов топлива, таких как водород, требуется, чтобы электроны и протоны были связаны между собой.
Новый подход также может быть важным для фотокаталитического химические процессы, в том числе те, которые предназначены для очистки сточных вод или создания самоочищающихся поверхностей, таких как наружная поверхность зданий в районах с сильным промышленным загрязнением воздуха.
Исследования, направленных специально на наночастицах, измеряется в миллиардных долей метра, диоксид титана и оксид цинка . Диоксид титана - наиболее распространенным белый пигмент, используемый при производстве красок, покрытий, пластмасс, солнцезащитный крем и другие материалы. Оксид цинка - используется в пигментов, покрытий и солнцезащитных кремов, а также белых спортивных лентах, а также используется в производстве резины, бетона и других материалов.
Майер говорит, что целью работы является получение тех, кто работает в различных технологических областях, связанных с оксидами металлов думать по-разному о том, как эти технологии работают и как сделать их более эффективными.
|
