توليد هيدروژن از آب با تيتانياي نانوساختار
توليد هيدروژن از تجزيه نوري آب با استفاده از الکتروليز الکتروشيميايي نوري، مستقيمترين روش براي توليد هيدروژن با کمک نور خورشيد است. تيتانياي نانولولهاي يکي از نويدبخشترين ماده آند نوري براي تجزيه آب با استفاده از پرتوهاي خورشيدي، است. اکنون محققان دانشگاه آرکانزاس و دانشگاه نودا، براي افزايش راندمان تبديل الکتروشيميايي نوري آندهاي نوري تيتانياي نانوساختار، يک فرآيند مبتني بر اصلاح سطحي پلاسمايي توسعه دادهاند.
ابتدا آندهاي نوري تيتانيايي با ساختارهاي نانولولهاي با استفاده از آنديزاسيون الکتروشيميايي ورقههاي نازک تيتانيوم توليد شدند. سپس سطوح اين آندهاي نوري با پلاسماي نيتروژن کمفشار اصلاح شد. اين محققان متوجه شدند که اصلاح پلاسمايي فعاليت الکتروشيميايي نوري اين نمونهها را به شدت افزايش ميدهد. چگالي جريان نوري مواد اصلاحشده با پلاسما تقريباً80 درصد بيشتر از الکترودهاي اصلاحنشده، بود.
ابتدا آندهاي نوري تيتانيايي با ساختارهاي نانولولهاي با استفاده از آنديزاسيون الکتروشيميايي ورقههاي نازک تيتانيوم توليد شدند. سپس سطوح اين آندهاي نوري با پلاسماي نيتروژن کمفشار اصلاح شد. اين محققان متوجه شدند که اصلاح پلاسمايي فعاليت الکتروشيميايي نوري اين نمونهها را به شدت افزايش ميدهد. چگالي جريان نوري مواد اصلاحشده با پلاسما تقريباً80 درصد بيشتر از الکترودهاي اصلاحنشده، بود.

اين اصلاح پلاسمايي آلودگيهاي سطحي را حذف کرده، تلههاي حامل بار را حداقل کرده و دوپکننده نوع n سطح اين آند نوري را با نيتروژن فراهم ميکند. اين افزايش فعاليت نوري به اصلاح سطحي بوسيله عمليات پلاسمايي و افزايش جذب نور مرئي بواسطه دوپکننده نيتروژني سطح اين آند نوري (باريک کردن باندگپ) ، نسبت داده ميشود. عمليات پلاسمايي همچنين زبري سطح و قابليت ترشوندگي را افزايش داده و در نتيجه سطح تماس فصل مشترک الکترود/الکتروليت را براي الکتروليز بزرگتر ميکند.
اين محققان با توجه به نتايجشان، اعتقاد دارند که ترکيب همافزايي نانوساختارکردن آندهاي نوري و اصلاح سطحي آنها ميتواند توليد الکتروشيميايي هيدروژن را با استفاده از نور خورشيد و الکترودهاي نيمههادي پايدار از نظر نوري افزايش دهد.
اين محققان نتايج خود را تحت عنوان "افزايش راندمان الکتروشيميايي نوري آندهاي نوري TiO2 نانولولهاي با استفاده از اصلاح سطحي به کمک پلاسماي نيتروژن" در مجله Nanotechnology منتشر کردهاند.
+ نوشته شده در چهارشنبه ۱۹ تیر ۱۳۹۲ ساعت 21:22 توسط فاضلی
|