研究快讯！用半导体涂覆的金纳米粒子能够改善太阳能储存

新不伦瑞克罗格斯大学的研究人员发布的报告中提到：用半导体涂覆的星状金纳米粒子能更有效地从水中产生氢气，这种方法的效率大约是其他方法的四倍，这种方法为改善太阳能储存以及其他可以促进可再生能源使用和对抗气候变化的进步打开了大门。

“我们利用可见光和红外光的能量来激发金纳米粒子中的电子，而不是使用紫外线（标准做法中常用）。”工程学院材料科学与工程系副教授Laura Fabris说。她与化学和生物化学工程系的助理教授FuatCelik进行了合作研究。“金属中的激发电子可以更有效地转移到半导体中，从而催化反应。”

图片来源：新不伦瑞克罗格斯大学
图片显示：当暴露于阳光下，用半导体涂覆的星形金纳米粒子可以有效地从水中产生氢气。

研究人员发表在“Chem”杂志上的研究表明（“金纳米星上的TiO2增强了近红外区的光催化水还原反应”），这一科研成果的重点是光催化，这通常意味着利用阳光来制造更快或更便宜的反应。受紫外光照射的二氧化钛常常被用作催化剂，但使用紫外光照射的效率很低。

在这项研究中，新不伦瑞克罗格斯大学研究人员利用可见光和红外光，使金纳米粒子更快速地吸收它，然后将光吸收产生的一些电子转移到邻近的材料(比如二氧化钛)上。

工程师用二氧化钛涂覆金纳米粒子，并将材料暴露在紫外线、可见光和红外线下，研究了电子是如何从金中跃迁到材料中。研究人员发现，引发反应的电子，让水产生的氢气效率比以前的研究提高了四倍之多。而氢气可用于储存太阳能，然后在太阳不发光时燃烧以获取能量。

Fabris说：“我们出色的成绩是如此的清晰。“我们还可以使用非常低的温度合成方法，在这些金颗粒上涂覆结晶钛。我认为无论从材料的角度还是催化的角度来看，这项工作都是非常令人兴奋的。我们非常幸运，我们的博士生Supriya Atta和Ashley Pennington也和我们一样兴奋。

“这是我们第一次尝试，”她补充说，“但是一旦我们了解了材料和它的运作方式，我们就可以为不同领域的应用设计材料，如半导体、太阳能或化学工业，或者将二氧化碳转化成我们可以使用的东西。在未来，我们可以大大拓宽我们利用阳光的方式。