Sluneční světlo přijímané Zemí je směs vlnových délek od ultrafialového přes viditelné až po infračervené světlo. Fotony každé vlnová délky disponují energií, která má velký potenciál pro usnadnění solární výroby vodíku a snížení závislosti na neobnovitelných zdrojích energie. Stávající solární technologie výroby vodíku však čelí omezením při absorpci světla v tomto širokém spektru, zejména selhávají při využití potenciálu blízké infračervené (NIR) světelné energie, která dopadá na Zemi.
Nedávný výzkum zjistil, že nanostruktury Au i Cu7S4 vykazují výraznou optickou charakteristiku známou jako lokalizovaná povrchová plazmonová rezonance (LSPR).
Tým výzkumníků vedený docentem Tso-Fu Markem Changem a lektorem Chun-Yi Chenem z Tokijského technologického institutu a profesorem Yung-Jung Hsu z Národní univerzity Yang Ming Chiao Tung se chopil této možnosti a vyvinul inovativní nanokrystal Cu7S4 schopný produkovat vodík, když je vystaven jak viditelnému, tak NIR světlu.
„Uvědomili jsme si, že širokospektrální výroba vodíku v posledních dnech nabírá na síle jako potenciální zelený zdroj energie. Zároveň jsme viděli, že v současnosti není mnoho dostupných možností pro fotokatalyzátory, které by mohly reagovat na ozařování NIR,“ říkají Dr. Hsu a Dr. Chang. „Takže jsme se rozhodli vytvořit jeden zkombinováním dvou slibných nanostruktur, tj. Au a Cu7S4, s přizpůsobitelnými funkcemi LSPR.“
Tento inovativní fotokatalyzátor dosáhl maximálního kvantového výtěžku 9,4% ve viditelné oblasti (500 nm) a dosáhl rekordního kvantového výtěžku 7,3% v oblasti NIR (2200 nm) pro výrobu vodíku. Výrazně, na rozdíl od konvenčních fotokatalytických systémů, tak tento nový přístup eliminuje potřebu katalyzátorů pro zvýšení reakcí produkce vodíku.
Zdroj: Tokyo Institute of Technology, Phys.org
