Celem prowadzonych eksperymentów było zaprojektowanie półprzewodników wykorzystywanych do zasilania urządzeń przekształcających wodę w paliwo wodorowe. O pozytywnych efektach tych działań czytamy teraz na łamach Nature. Testowana metoda jest szczególnie atrakcyjna ze względu na fakt, iż do jej napędzania potrzeba jedynie światła słonecznego.
Czytaj też: Paliwo przyszłości z kolejnym wielkim odkryciem. Magnesy są kluczem do ekologicznego wodoru
Główną rolę w badaniach odegrały tlenki miedzi, będące powszechnie stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi. Ze względu na ich ograniczenia, naukowcy szukali sposobu na zwiększenie ich wydajności. W tym celu postanowili sprawdzić, czy wytwarzanie takich kryształów w określonej orientacji doprowadzi do szybszego i dalszego przemieszczania ładunków.
I tak właśnie było, co przełożyło się rzecz jasna na wzrost wydajności. Kiedy członkowie zespołu badawczego zorganizowali dalsze testy, odnotowali 70-procentową poprawę względem wcześniej wytwarzanych fotokatod, czyli elementów odpowiedzialnych za gromadzenie światła słonecznego. Jakby tego było mało, w nowym wariancie odnotowano również podwyższoną stabilność.
Czyste paliwo wodorowe produkowane na bazie wody i z udziałem światła słonecznego mogłoby być wytwarzane wydajniej dzięki usprawnionym półprzewodnikom
Istotnym aspektem przeprowadzonych badań jest uzyskanie dowodów na to, że w relatywnie prosty sposób dało się poprawić mierzone wyniki. To cenny wniosek w odniesieniu do rozwoju metod produkcji energii wolnych od emisji typowych dla eksploatacji paliw kopalnych. Tym bardziej, iż tlenek miedzi jest tani, łatwo dostępny i od dłuższego czasu uznawany za potencjalną alternatywę dla krzemu.
Czytaj też: Prąd od Tauronu będzie bardziej eko. Polacy kupią energię, która nie jest tylko z węgla
Poprzez osadzanie cienkich warstw naukowcy uzyskali wysokiej jakości warstwy tlenku miedzi przy ciśnieniu otoczenia i w temperaturze pokojowej. Następnie precyzyjnie kontrolowali tempo wzrostu i przepływu w komorze, dzięki czemu kryształy ustawiały się w określonej orientacji. Później do akcji wkroczyły techniki spektroskopowe o wysokiej rozdzielczości czasowej, co pokazało, jak orientacja kryształów wpływa na efektywność przemieszczania się ładunków przez materiał.
