يمكن القول الطاقة الشمسية لتكون الأكثر وفرة في الطبيعة ومصدر للطاقة، حيث حفاز ضوئي هو واحد من إنتاج الهيدروجين لتطبيقات الطاقة الشمسية متوفرة بسهولة، والسماح للتحلل الشمس من المياه، وإنتاج الهيدروجين والأكسجين من خلال المحفز، ثم الهيدروجين وأخيرا لخلية الوقود، وغير ذلك بكثير اعدة خيارات إنتاج الهيدروجين الخضراء، ولكن ندرك أن التكنولوجيا ليست مهمة سهلة، لأن المواد ضوئي من الصعب العثور، هذه التكنولوجيا لا تزال في مرحلة المختبر.
ومع ذلك، من المتوقع اختراقات الأخيرة في جامعة أكسفورد دراسة ضوئي لتحديد جيل جديد من الأخضر المواد الهيدروجين الطاقة. وفقا ل "رسائل الفيزياء التطبيقية" أطروحة، وجد علماء في جامعة أكسفورد perovskite مزدوج هاليد (perovskites مزدوجة هاليد) يمكن استخدامها بالإضافة إلى قد تكون تكنولوجيا الخلايا الشمسية أيضًا مادة متحللة جيدًا.
وقال أستاذ قسم المواد في جامعة أكسفورد فيليسيانو جيوستينو أنه إذا أنها يمكن أن تأتي مع المواد ضوئي فعالة، وهو ما سيكون انجازا كبيرا للفريق.
وأجرى فريق بحث وطني اختبار مجموعة متنوعة من المواد حافزا الخفيفة، مثل الزرنيخ الغاليوم أو ثاني أكسيد التيتانيوم، ولكن النتائج ليست جيدة كما كان متوقعا، والآن يمكن للعلماء تدع الشمس تأتي من خلال التحلل من الماء، وثاني أكسيد التيتانيوم، ولكن المواد لا يمكن أن تمتص بفعالية الضوء المرئي ضوء كفاءة التحويل لا يمكن إدخال المزيد من التحسينات، لذلك ليس هناك أي مادة ضوئي تحقيق التطبيقات التجارية.
لتحديد الإمكانات المادية، واستخدم فريق جامعة أكسفورد أربعة أنواع من الكم الحوسبة العملاق هاليد حالات طاقة perovskite مزدوجة، ووجدت أن مزدوجة perovskite Cs2BiAgCl6 Cs2BiAgBr6 قوة ضوئي، ومرئية قدرة امتصاص الضوء من اثنين من المواد مزيد من تيتانيا أفضل، قد تولد الالكترونات والثقوب، لديها ما يكفي رد فعل الأكسدة الطاقة، وبالتالي الوصول إلى تحلل المياه من الهيدروجين مع الأكسجين.
وقال جيوستينو أن هناك مادة صغيرة في نفس الوقت لديها هذه الميزات. وإن لم يكن يمكن للفريق الوعد الذي يقول هذا يجب أن يكون مدى فعالية المواد، ولكن يبدو أن هذه المركبات لامتلاك كل خصائص ضوئي.
فوجئت ليكتشف أن التطبيقات الأخرى perovskite
لقد كان من قبيل المصادفة العثور على هذه المادة الحفازة الضوئية ، وكان فريق Giustino في الأصل يبحث عن مواد الخلايا الشمسية ووجد أن هذا النوع من البيروفسكايت يمكن أن يستخدم أيضًا في المحفزات الضوئية.
في السنوات الأخيرة ، لاحظ العلماء إمكانات perovskite في الخلايا الشمسية الكهروضوئية ، وزادت كفاءة التحويل إلى ستة أضعاف في 9 سنوات ، وفي الوقت الحالي ، جمعت العديد من فرق البحث السيليكون والـ Perovskite من خلال التصميم الترادفي لتحسين كفاءة التحويل الكهروضوئي بشكل كبير. ومع ذلك ، فإن بطاريات البيروفسكايت تحتوي على الرصاص ، وإذا استخدمت على نطاق واسع في محطات الطاقة الشمسية ، فإن الخلايا الشمسية المحتوية على الرصاص قد تضر بالبيئة ، ولذلك ، في عام 2016 ، بدأ العلماء في استخدام محاكاة الكمبيوتر للعثور على مواد بديلة لتطوير بيروفسكويتات جديدة خالية من الرصاص.
فريق البحث أكسفورد أن هذه المواد لها جيدة التحويل الكهروضوئية إضافة المحتملة، وضوئي يمكن أن تستخدم أيضا. وقال زميل ما بعد الدكتوراه قسم جامعة أكسفورد مواد جورج Volonakis perovskite مزدوج جديد مفيد ليس فقط بالنسبة للخلية الشمسية نوع جنبا إلى جنب، ولكن أيضا في تحفيز ضوئي انها لديها امكانات كبيرة جدا من أجل التنمية.
ومع ذلك، فإن التحليل الحالي فقط الأساس النظري، وفريق الخطوة التالية هي دراسة ما إذا كانت هذه المواد يمكن التنبؤ بصفة عامة، في الواقع، يمكن أيضا أن تكون فعالة، وسوف يقوم الباحثون أيضا استخدام تكنولوجيا الحوسبة الكمبيوتر لاختبار ما إذا كانت المواد perovskite مزدوجة يمكن استخدامها للاستشعار الضوء وغيرها من التطبيقات.
