Разработан новый подход к искусственному фотосинтезу
Команда ученых, работавшая под руководством сотрудников Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, показала, как лучше всего контролировать оксид кобальта – одного из самых многообещающих катализаторов для искусственного фотосинтеза.
Специалисты использовали оборудование Объединенного центра искусственного фотосинтеза, Advanced Light Source и Национального научного вычислительного центра энергетических исследований, сообщает eurekalert.org. Выводы проекта представлены в журнале PNAS.
Находясь в растворе, кубаны, молекулы оксида кобальта, сталкиваются друг с другом, реагируют и деактивируются. Чтобы удержать катализатор на месте, исследователи использовали металлорганические каркасы. Процесс имитирует технику защиты тетрамарганца. Металл-кислородный катализатор природного фотосинтеза предотвращает саморазрушение, прячась в белковый карман.
«Наше исследование предоставляет понятную, концептуальную схему для разработки преобразующих энергию материалов нового поколения», — сказал Дон Тили, один из ответственных авторов работы.
Это – не единственный недавний проект лаборатории. В журнале Nature Materials опубликована статья, описывающая эффективный подход к поиску нитридов. Соединения подходят для разных сфер – от полупроводников, до промышленных покрытий. Ученые представили большую, интерактивную карту стабильности трехкомпонентых нитридов, указывающую на потенциально интересные составы. Пока что она предсказала 244 новых комбинации.
«Неудачный поиск – потеря времени и сил, — объяснил Венхао Сан, ведущий автор работы. – Наша химическая карта поможет направить исследовательский синтез нитридов».
Ученые также определили причину ухудшения работы атомарно тонких полупроводников из дихалькогенидов металлов переходного ряда (TMDC). Оказалось, что проблема заключается не в дефектах, а в лишних свободных электронах. Выводы исследования опубликованы в статье журнала Science.
TMDC могут повысить эффективность различных устройств – от светодиодов, до солнечных батарей. Команда, работавшая под руководством Али Хави, показала, что замена химической обработки электрическим воздействием удаляет лишние электроны. В результате квантовый выход достигает 100%.
«Это – удивительный результат. Он показывает, что производство оптоэлектроники из TMDC может быть проще и дешевле, чем считалось раньше», — сказал Дер-Сянь Лиен, один из первых авторов работы.
