Смесь анионных соединений с фтором сработала как новый фотокаталитический материал

Москва, 10:40, 25 Май 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Японские специалисты показали, что оксифторид может провоцировать фотокатализ под действием света видимого спектра. Открытие открывает возможности для создания материалов для искусственного фотосинтеза и исследований в области солнечной энергетики.

За последние 10 лет ученые нашли способы создания эффективных фотокатализаторов, работающих с видимым спектром света, сообщает sciencedaily.com. Это – важная цель для систем с возобновляемыми источниками энергии.

В новом исследовании процесс поиска сделал неожиданный поворот с открытием нового фотокаталитического материала, пирохлор [2] оксифторида (Pb₂Ti₂O₅.₄F₁.₂).

Казухико Маэда из Токийского технологического института, Кенго Ока из Университета Чуо и их японские коллеги показали, что вещество может стабильно запускать расщепление воды и восстановление углекислого газа с помощью определенных поверхностных модификаций.

Новый материал имеет необычно маленькую энергетическую щель, около 2,4 эВ. Это значит, он способен поглощать видимый свет с длиной волны примерно 500 нм. В основном, энергетические щели более 3 эВ ассоциируются с неэффективным использованием солнечного света. Для его преобразования требуются меньшие зазоры.

Кроме того, оксифторид принадлежит к группе веществ, обычно не рассматриваемой учеными из-за высокой электроотрицательности фтора. Это свойство делало соединения неподходящими кандидатами для фотокатализа при видимом свете.

Исследователи описали материал в статье Journal of the American Chemical Society. Основываясь на структурных особенностях и теоретических расчетах, они пришли к выводу, что «природа реакции Pb₂Ti₂O₅.₄F₁.₂ заключается в уникальных свойствах, присущих пирохлорным соединениям».

Эффективность катализатора пока остается низкой – около 0,01% на 365 нм для водородной деполяризации. Исследователи ищут способ повысить КПД материала.