В Красноярске вырастили «бамбуковые» трубки, чтобы генерировать больше водорода
Специалисты Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН создали катализатор для генерирования водорода из воды под действием солнечного света. Им стали титановые фотонные кристаллы — структуры, в которых меняется проницаемость для электронов либо показатель преломления света.
Кристаллы для фотокатализатора получили на основе титановой фольги. Для этого сначала из нее изготовили подложку-трафарет, промыли ее, высушили и вырастили на поверхности титановые нанотрубки.
Изменяя величину напряжения и длительность электрического импульса, можно изменять строение фотонного кристалла и влиять на его оптические свойства. При таком способе получения нанотрубки становятся похожи на стебель бамбука, расширяясь при импульсе высокого напряжения и сужаясь при низком напряжении.
Николай Зосько
Младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН
Благодаря форме нанотрубки получили свойства фотонно-кристаллических структур. Зоны, где трубка сужается и расширяется, по-разному проницаемы для электронов. Из-за этого возникает эффект фотонной запрещенной зоны — зоны, в которой свет не может распространиться. Вблизи таких зон скорость фотонов падает, и их становится проще улавливать. Это повышает светочувствительность и эффективность кристалла.
Как показали эксперименты, фотоэлементы, пронизанные «бамбуковыми» нанотрубками, способны преобразовывать в энергию в 1,3–3 раза больше солнечной энергии. За счет этого получение водорода из воды идет быстрее и эффективнее.
