石墨烯显示绿色燃料生产的承诺

意外发现影响石墨烯可以操纵设计设备能够直接获取太阳能生产氢燃料——一个有前途的绿色替代品。

曼彻斯特大学的研究人员证明增加石墨烯膜的速率进行质子时仅仅受到阳光的照射。这种“photo-proton”效应,因为它被称为,可用于设备人工模拟光合作用。它还可能发现使用光致水分裂,photo-catalysis和新型高效的光电探测器。

在世界范围内,科学家们正在研究如何直接利用太阳能生产可再生燃料试图复制光合作用的植物。他们人为的“叶子”需要膜具有非常复杂的特性,包括混合质子电子导电率、渗透率气体、机械鲁棒性和光学透明度。目前质子和电子导电聚合物的混合物用于制造这样的结构,但他们需要一些重要的妥协可以避免石墨烯如果使用。

石墨烯-一张只有一个原子厚度的碳——有丰富的独特的物理和力学性能;它是一个很好的导体的电子和能吸收所有波长的光。也渗透热质子-氢原子的原子核研究人员最近发现,这意味着它可能被用作proton-conducting膜在各种技术的应用程序。

调查光线如何影响行为的质子渗透通过碳板,研究人员伪造原始石墨烯膜用铂纳米颗粒装饰一侧。yabo214马塞洛Lozada-Hidalgo博士和教授领导的团队——安德烈·海姆爵士——感到惊讶发现膜的质子电导率提高10倍,当阳光照射的时候。

“迄今为止最有趣的应用程序是在人造光合生产氢系统基于这些膜,“Lozada-Hidalgo说。

“这本质上是一个新的实验系统中质子、电子和光子都挤在一个自动薄卷,“海姆说,他赢得了2010年诺贝尔物理学奖,他与石墨烯的开创性工作。“我相信有很多新的物理发现,和新的应用程序将效仿。”

使用质谱和电子测量,研究人员说他们测量photoresponsivity约10⁴A / W,这意味着在5000年应对每一个氢分子形成太阳能光子-或光粒子事件膜。这个数字是巨大而现有光伏设备,需要成千上万的光子产生一个氢分子。

“我们知道,石墨烯吸收光的频率,也是渗透质子,但我们没有理由认为吸收的光子材料可以通过它提高质子的渗透速率,”Lozada-Hidalgo说。“结果更令人吃惊的是,当我们意识到许多数量级更敏感膜是光比感光设备专门设计。这类设备的例子包括商业二极管或那些由新颖的二维材料。”亚博网站下载

Photodectectors通常收获光发电,但石墨烯膜也产生氢作为副产品。他们的速度响应光微秒级的速度比大多数商业光敏二极管。

此外,潜在使用石墨烯膜进行过滤,将有机溶剂和水分开,把水从气体混合物,在食品和医药包装涂料在那里他们可以阻止水和氧气的转移;因此保持食物和易腐货物更新鲜更久。他们也可以找到应用程序移除有害发电站的二氧化碳释放到大气中。

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