Учените от Калифорнийския университет Санта Барбара са разработили принципно нов метод за събиране на енергия от слънцето. Въпреки, че за сега метода се намира в ранен стадий на своето развитие, изследването е показало, че преобразуването на слънчевата светлина в енергия чрез използване на метали е по надеждно, отколкото съществуващите технологии на базата на полупроводници.
“Това е принципно нова и потенциално осъществима алтернатива на полупроводниковите слънчеви преобразувателни установки, разработвани през последните 70 години”, – съобщава Мартин Московиц, професор по химия в Калифорнийския университет.
В традиционните фото-каталитични процеси слънчевата светлина попада на повърхността на полупроводниковия материал, едната страна на който се явява зона на проводимост, а другата – зона на валентност. Фотонът, попадайки на повърхността, възбужда електрони, принуждавайки ги да напуснат местата си в кристалната решетка, като по този начин създадените “дупки” са заредени положително. В резултат се формира поток от заредени частици, които могат да се използват по различен начин.
В технологията, разработена от Московиц и неговия екип, за формиране на потока от заредени частици се използват не полупроводници, а нано-структурни метали, които на външен вид изглеждат като “гора” от нано-пръчки, в случая от злато.
За провеждане на експеримента златните нано-пръчки са били покрити със слой от кристален титанов диоксид и допълнителен слой от платинови нано-частици. Долната част на нано-пръчките, която се потопява във вода, е била покрита с окисляващ катализатор на базата на кобалт. Когато нано-структурите на някой метали се подлагат на въздействието на видима светлина, електроните започват да се колебаят по-съгласувано, поглъщайки по този начин повече светлинна енергия.
Този тип на възбуждане на електроните се повърхностно-плазмен.
По-нататък, някой от “горещите” електрони в тези плазмени вълни преминават през филтриращ слой от кристален титан и се захващат от слоя платина. Това предизвиква реакция, която освобождава йоните на водорода от химическите връзки в молекулата на водата. Между другото, дупките, останали от възбудените електрони в нано-пръчката, се спускат в “основата” и с покритие от кобалт, където способстват за образуване на кислород.
Според изследователите, след около 2 часа ясно се проследява производството на водород. Освен това нано-пръчките не са подложени на фото-корозия, която е честа причина за излизане от строя на полупроводниковите фотоелектрични устройства.
