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 России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира