Когда Эмилиано Кортес исследует солнечный свет, он не прибегает к гигантским зеркалам или солнечным фермам. Профессор экспериментальной физики и преобразования энергии ЛМУ погружается в мир нанотехнологий. Его исследования начинаются с взаимодействия высокоэнергетических фотонов с атомными структурами, и он стремится к разработке материалов для более эффективного захвата и использования солнечной энергии.
Эти открытия обещают новые солнечные элементы и фотокатализаторы, которые могут сделать световую энергию доступной для химических реакций без промежуточной генерации электроэнергии. Однако существует проблема: солнечный свет, поступающий на Землю, сравнительно разбавлен, что делает энергию на единицу площади невысокой. Солнечные панели компенсируют это, охватывая большие площади.
Кортес исследует эту проблему, разрабатывая гибридные солнечные технологии, в частности, плазмонные наноструктуры, способные концентрировать солнечную энергию. Вместе с командой из Нано-института LMU он представил двумерный суперкристалл, генерирующий водород из муравьиной кислоты при использовании солнечного света.
Этот материал является рекордсменом по производству водорода с использованием солнечного света, обеспечивая выдающуюся эффективность процесса. Исследование открывает новые возможности для фотокатализаторов и производства водорода как перспективного энергоносителя, способствуя энергетическому переходу.
Суперкристалл Кортеса и его коллег представляет собой два различных металла в наноразмере, взаимодействие которых создает эффект плазмонных наночастиц. Эти частицы, такие как золото, обладают способностью сильно взаимодействовать с видимым светом, что позволяет им захватывать больше солнечной энергии.
Сотрудничая с исследователями из Гамбургского университета, Кортес исследовали упорядоченные массивы золотых наночастиц и их способность эффективно фокусировать свет, создавая высоко локализованные горячие точки. Эти горячие точки, образующиеся между золотыми частицами, стали идеальным местом для размещения наночастиц платины — катализатора, усиливающего процесс превращения муравьиной кислоты в водород с использованием солнечной энергии.
Это исследование обещает перспективные решения для промышленного применения, включая возможность использования солнечной энергии для превращения CO2 в полезные вещества. Ученые надеются, что их материал станет важным элементом в развитии технологий фотокатализа и приведет к более устойчивому производству водорода, смягчая зависимость от ископаемых топлив.
