2011年1月29日
一点点紊乱还有很长的路要走，特别是在利用太阳的能量方面。
Scientists from the U.S. Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) jumbled the atomic structure of the surface layer of titanium dioxide nanocrystals, creating a catalyst that is both long lasting and more efficient than all other materials in using the sun's energy to extract hydrogen from water.
它们的光催化剂加速了轻推式化学反应，是首先结合耐久性和缺失的效率，使其成为几种清洁能源技术的竞争者。
它可以提供一种无污染的方法来生产氢气以用作燃料电池中的能量载体。燃料电池被视为车辆中的燃烧发动机的替代方案。然而，分子氢，仅存在于极低浓度上的地球上。必须从原料中提取，例如天然气或水，是一种能量密集的过程，即该技术广泛实施的障碍之一。
“我们正试图找到利用阳光从水中产生氢的更好方法，”伯克利实验室的环境能源技术部门的科学家Samuel Mao说，他们领导了研究。“在这项工作中，我们引入了二氧化钛纳米晶体中的疾病，这大大提高了其从水中生产氢的光吸收能力和效率。”
毛泽东是一篇关于这项研究的关于在线发表的论文的作者，该研究于2011年1月20日在线上发表了科学表达了“增加了黑色，氢化钛二氧化钛纳米晶体的光催化的太阳能吸收”。欧洲杯线上买球与毛泽东共同创作论文是伯克利实验室研究人员小波陈，雷刘和彼得·宇。
毛泽东及其研究小组从二氧化钛的纳米晶体开始，这是一种用作光催化剂以加速化学反应的半导体材料，例如利用来自阳光的能量，以将水分成氧气和氢气的电子。虽然耐用，二氧化钛不是非常有效的光胶囊。科学家们通过添加杂质并制定其他修改来提高其效率。
伯克利实验室科学家尝试了一种新的方法。除了添加杂质外，它们还将紊乱设计成二氧化钛纳米晶体表面层的常完美原子晶格结构。通过氢化引入这种疾病。
结果是第一紊乱的纳米晶体。一种转化是显而易见的：通常的白色二氧化钛纳米晶体变黑，是工程障碍产生红外吸收的标志。
科学家们也被误解了紊乱推动了光催化剂的表现。要了解他们的亨希是否正确，它们在水中浸入了紊乱的纳米晶体并将其暴露在模拟阳光下。他们发现，光催化剂吸收的24％的阳光被转化为氢气，其生产率约为大多数半导体光催化剂的产率约100倍。
此外，他们的光催化剂在22天的测试期间没有显示任何降解迹象，这意味着它可能持久足以实现真实的使用。
其地标效率主要来自光催化剂吸收红外光的能力，使其成为在该波长中吸收光的第一二氧化钛光催化剂。它还吸收可见和紫外线。相反，大多数二氧化钛光催化剂仅吸收紫外线，并且含有缺陷的缺陷可以吸收可见光。紫外光占太阳能的不到10％。
“可以被光催化剂吸收的太阳的能量越多，电子可以向化学反应提供更多的电子，这使得二氧化黑二氧化钛是一个非常有吸引力的材料，”毛泽东地区说，他也是该大学的兼容工程教授加利福尼亚州伯克利。
该团队的兴趣实验结果是通过理论物理学家彼得·玉和雷刘进一步阐明，他探讨了通过氢化的纳米晶体表面上的麦格石摇动的摇动作品变化了其电子性质。它们的计算揭示了晶格缺陷和氢的形式的疾病使得进入光子至激发电子，然后跳过任何可以存在电子状态的间隙。一旦横跨该间隙，电子可以自由激励将水分成氢和氧气的化学反应。
“通过引入特定类型的疾病，中隙电子国家伴随着减少的乐队差距，”余地也是伯克利物理部门加州大学的教授。“这使得太阳光谱的红外部分可以被吸收并有助于光催化。”
来源：http://www.lbl.gov/