Ứng dụng các hạt nano vàng trong ngành năng lượng hydro

Khả năng sử dụng một chất bán dẫn tổng hợp dựa trên titanium dioxide là TiO2-n-Si đang được các nhà khoa học trên toàn thế giới nghiên cứu. Để sử dụng nó hiệu quả hơn, cần đảm bảo rằng năng lượng nằm giữa các lớp của nó có thể được giải phóng và truyền đi.

Trên cơ sở các thí nghiệm, các nhà khoa học Nga và Đức đã đề xuất một mô hình vật lý mô tả các quá trình diễn ra trong TiO2-n-Si. Loại vật liệu tổng hợp này bao gồm các tấm silicon (từ các tấm tương tự có thể chế tạo bất kỳ loại chip nào), các hạt nano vàng và một lớp mỏng titanium dioxide.

Các nhà khoa học đã quyết định cách ly các hạt nano khỏi silicon, vì nếu điều này không được thực hiện, năng lượng của các hạt nano không thể chuyển sang silicon hoặc titanium dioxide, như vậy là bất lợi về mặt năng lượng. Kết quả là các nhà khoa học đã tạo ra được loại vật liệu - một tấm silicon mà bề mặt được cấy các cột nhỏ xíu cách điện, trên đó được phủ các hạt nano vàng, rồi tất cả lại được bao phủ một lớp titanium dioxide mỏng.

Nhờ vậy, các hạt nano chỉ được tiếp xúc với titanium dioxide và không tiếp xúc với silicon. Hệ thống hóa ra thật đơn giản và cấu trúc như vậy sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của ánh sáng rơi trên bề mặt vật liệu.

Các nhà nghiên cứu cho rằng vật liệu nanocomposite này có thể được sử dụng trong các thiết bị quang học hoạt động trong dải ánh sáng nhìn thấy được. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng như một chất xúc tác để sản xuất hydro từ nước hoặc chất xúc tác để làm sạch nước bằng cách kích thích sự phân hủy của các phân tử tạp chất phức tạp. Đặc biệt, vật liệu này có thể được sử dụng như một yếu tố hoạt động cho các cảm biến phát hiện rò rỉ khí gas hoặc điều hòa nồng độ các chất có hại trong không khí.

Vũ Trung Hương