新型無鉛雙鈣鈦礦是一種有潛力的太陽能裂解光催化劑。
太陽能是清潔和豐富的定页。但當(dāng)太陽不發(fā)光時(shí)趟薄，你必須將能量?jī)?chǔ)存在電池中，或者通過一種叫做光催化的過程——在這個(gè)過程中典徊，太陽能被用來制造燃料杭煎。在光催化水分解中，陽光將水分解成氫和氧卒落。然后氫和氧可以在燃料電池中重組以釋放能量羡铲。
現(xiàn)在，根據(jù)AIP出版社在《應(yīng)用物理快報(bào)》上發(fā)表的一篇新論文儡毕，一種新型材料——鹵化物雙鈣鈦礦——可能具有分裂水的正確性質(zhì)也切。
論文的作者之一Feliciano Giustino說:“如果我們能找到一種可以用作水分解光催化劑的材料，那將是一個(gè)巨大的突破妥曲〖址眩”
研究人員以前曾試驗(yàn)過許多光催化材料，如二氧化鈦(TiO2)檐盟。雖然TiO2可以利用太陽光來分解水褂萧，但它的效率很低，因?yàn)樗荒芎芎玫匚湛梢姽饪５侥壳盀橹沟加蹋€沒有用于一般水分離的光催化材料商業(yè)化。
牛津大學(xué)的George Volonakis和Giustino用超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算出了四個(gè)鹵化物雙鈣鈦礦的量子能態(tài)羡忘，他們發(fā)現(xiàn)Cs2BiAgCl6和Cs2BiAgBr6比TiO2更好地吸收可見光谎痢，是很有前途的光催化材料。它們還會(huì)產(chǎn)生電子和空穴(沒有電子的正電荷)卷雕，它們有足夠的能量(或接近理想的能量)將水分解成氫和氧节猿。
Giustino說，幾乎沒有其他材料同時(shí)具備所有這些特性”踔觯“我們不能說這肯定有效峰鄙，但這些化合物似乎具有所有正確的性質(zhì)√辏”
Giustino和他的團(tuán)隊(duì)最初是在尋找制造太陽能電池的材料時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種鈣鈦礦吟榴。在過去的幾年里，鈣鈦礦已經(jīng)成為提高硅基太陽能電池效率的材料囊扳，通過串聯(lián)設(shè)計(jì)將鈣鈦礦直接集成到高效硅電池上吩翻，但是它們含有少量的鉛。如果它們被用于太陽能農(nóng)場(chǎng)的能量收集锥咸，鉛可能會(huì)造成潛在的環(huán)境危害狭瞎。
在2016年，通過計(jì)算機(jī)模擬來識(shí)別替代材料搏予，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型無鉛鈣鈦礦脚作，它具有高效太陽能電池的潛力。目前的研究表明缔刹，這些新材料也可以分解水。Volonakis說:“這些新型的雙鈣鈦礦不僅有望成為串聯(lián)太陽能電池的補(bǔ)充材料劣针，而且在光催化等領(lǐng)域也很有前景校镐。”
盡管如此捺典，新的分析是理論上的鸟廓，假設(shè)化合物形成完美的晶體。作者說襟己，下一步是讓實(shí)驗(yàn)人員看看這些材料在現(xiàn)實(shí)世界中的效果是否和預(yù)測(cè)的一樣好引谜。與此同時(shí)，研究人員正在使用他們的計(jì)算技術(shù)來探索這些雙鈣鈦礦是否具有其他應(yīng)用如光探測(cè)器的特性擎浴。
