Ученые нашли новый путь к использованию солнца во имя будущего с чистой энергией

Совместное сотрудничество Berkeley Lab с DESY и TU Freiberg приближает нас к более эффективным фотоэлектрическим и солнечным топливным системам.

Ученые нашли новый путь к использованию солнца во имя будущего с чистой энергией

За последние 50 лет ученые добились больших успехов в фотоэлектрических технологиях, преобразующих солнечный свет в электричество, и устройствах искусственного фотосинтеза, которые преобразуют солнечный свет и воду в безуглеродное топливо. Но нынешнему уровню развития этих чистых источников энергии по-прежнему не хватает эффективности, чтобы конкурировать с электричеством или транспортным топливом, получаемым из нефти.

Теперь ученые из Berkeley Lab, DESY, European XFEL и Технического университета Фрайберга, Германия, сообщили в Nature Communications о своем открытии скрытого пути генерации заряда, который может помочь исследователям разработать более эффективные способы преобразования солнечного света в электричество или солнечную энергию. топливо, такое как водород.

С помощью FLASH лазера на свободных электронах DESY исследователи направили ультракороткие инфракрасные и рентгеновские лазерные вспышки на материал медь-фталоцианин: фуллерен (CuPc: C60) для изучения механизмов генерации заряда с временным разрешением 290 фемтосекунд (290 квадриллионных секунды).

Ученые нашли новый путь к использованию солнца во имя будущего с чистой энергией

Источник: Oliver Gessner/Berkeley Lab and Friedrich Roth/Technical University Bergakademie Freiberg.

Исследование, проведенное совместно с лабораторией Беркли, раскрыло неизвестный путь образования фталоцианина меди: фуллеренового материала, который превращает до 22% поглощенных инфракрасных фотонов в отдельные заряды.

Сочетание ультракоротких импульсов света с техникой, называемой рентгеновской фотоэмиссионной спектроскопией с временным разрешением (TRXPS), позволило исследователям наблюдать и подсчитывать в реальном времени, сколько инфракрасных фотонов, поглощенных CuPc: C60, образовали полезные отдельные заряды и как многие поглощенные фотоны приводили только к нагреванию материала.

Их уникальный подход открыл неизвестный путь в CuPc: C60, который превращает до 22% поглощенных инфракрасных фотонов в отдельные заряды, сказал Оливер Гесснер, старший научный сотрудник отделения химических наук лаборатории Беркли и соавтор текущего исследования.

Предыдущие исследования CuPc: C60 обычно оценивали эффективность системы путем измерения общего количества зарядов водорода или кислорода, образующихся при использовании материала в фотоэлектрическом или фотокаталитическом устройстве. Это, однако, только говорит нам, насколько эффективен весь процесс, от поглощения света до разделения воды. Но в этих системах происходит многое, что не совсем понятно, и если мы не понимаем этих промежуточных этапов, мы не сможем разработать более эффективные системы сбора света. Только последующие исследования помогут людям разработать более совершенные модели и теории, которые приведут к созданию более совершенных технологий.

Читайте также

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей

Цифровая модель защитит электросети от аварий и перегрузок

Цифровая модель защитит электросети от аварий и перегрузок

Cоздан тест для сверхраннего выявления болезней Альцгеймера и Паркинсона

Cоздан тест для сверхраннего выявления болезней Альцгеймера и Паркинсона

Алгоритм компьютерного зрения строит 3D-модель комнаты по серии обычных кадров

Алгоритм компьютерного зрения строит 3D-модель комнаты по серии обычных кадров

Инженеры выясняют, почему перспективные батареи теряют эффективность при масштабировании

Инженеры выясняют, почему перспективные батареи теряют эффективность при масштабировании

Внутри Microsoft предупреждали, что ИИ может запустить «порочный круг» и навредить интернету

Внутри Microsoft предупреждали, что ИИ может запустить «порочный круг» и навредить интернету

Gemini во время тестирования взломала системы трех реальных компаний

Gemini во время тестирования взломала системы трех реальных компаний

Ученые ТПУ превратили пластиковый мусор в ценные сорбенты

Ученые ТПУ превратили пластиковый мусор в ценные сорбенты

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Физики хотят использовать гибридные частицы света в сверхбыстрых оптических чипах

Физики хотят использовать гибридные частицы света в сверхбыстрых оптических чипах

Microsoft запатентовала систему показа рекламы во время пауз в играх

Microsoft запатентовала систему показа рекламы во время пауз в играх

Нейтрино могут определять, превратится ли умирающая звезда в черную дыру

Нейтрино могут определять, превратится ли умирающая звезда в черную дыру

Ученые впервые перевезли антипротоны на грузовике

Ученые впервые перевезли антипротоны на грузовике