2011年4月14日
新能源的开发和利用被认为是当今的主要挑战之一。太阳能发挥着核心作用，其直接转化为化学能，例如通过水分裂产生的氢气，是其有趣的变体之一。
基于氧化钛的光催化是目前最有效的，但很少理解的转换过程。与德国和国外的同事合作，科学家成套工具功能界面研究所(IFG)以二氧化钛为例研究了光化学的基本机理，并提出了新的详细的发现。
二氧化钛可用来将光能转化为化学能。这种光催化过程对于钛修饰锐钛矿(b)比金红石(a)更有效(图片:明春徐博士，Ruhr-Universität Bochum)
尽管通过氧化物粉末从水和阳光中生产氢已经被广泛研究了几十年，但有关过程的基本物理和化学机制仍不能令人满意地描述。由Christof Wöll教授领导的KIT功能界面研究所的科学家们与来自苏格兰圣安德鲁斯大学、波鸿大学和柏林Helmholtz-Forschungszentrum大学的同事们一起，成功地收集了关于二氧化钛(TiO2)光化学基本机制的新发现。二氧化钛是一种光活性物质，在自然界中以金红石和锐钛矿的修饰形式存在，后者的光化学活性比前者高出十倍。当白色的二氧化钛粉末(也用作涂料和防晒霜的颜料)暴露在阳光下时，电子被激发，可以将水分解成氧气和氢气等成分。
以这种方式制造的氢是“清洁”的能源：不产生气候灭绝的温室气体，而是仅在燃烧过程中产生水。二氧化钛也被用于制造从该不需要的膜通过入射的太阳光引发的光化学过程去除自清洁表面。在医院，这种效果用于通过紫外线照射进行专门涂层的仪器。到目前为止，不能解释这些光化学反应的物理机制，特别是锐钛酶的更高活性的原因。光反应器中使用的粉末颗粒欧洲杯猜球平台仅作为几纳米的微小，因此通过强大的表面分析方法可以在研究中用于研究。通过使用更换MM大小的单晶基板，研究人员首次能够通过新的红外光谱仪精确地研究二氧化钛表面的光化学过程。
此外，科学家们还使用基于激光的技术，确定了TiO2晶体内部光致电子激发的寿命。根据IFG的负责人Christof教授Wöll的说法，关于这些过程的确切信息是非常重要的:“短暂的生命周期意味着被激发的电子立即返回:我们目睹了某种内部短路。在长寿命的情况下，电子处于激发态的时间足够长，能够到达晶体表面，并引发化学过程。”锐钛矿特别适合后一种用途，因为它具有防止“内部短路”的特殊电子结构。对这一特性的了解将使研究人员进一步优化光反应器内使用的锐钛矿颗粒的形状、大小和掺杂。欧洲杯猜球平台目标是开发具有更高效率和更长的使用寿命的光活性材料:欧洲杯足球竞彩
Wöll教授和他的同事获得的结果对来自阳光的电气和化学能量的产生非常重要，特别是关于光反应器的优化，“Helmholtz研究培训组的发言人奥拉夫Deutschmann教授”Energy- 催化作用“。