新的半导体涂层可能为未来的绿色燃料铺平道路

乌普萨拉大学的一项新研究表明，例如，燃料电池的氢气和甲醇，或用作化学工业的原料，可以利用阳光更加可持续地生产。在这项研究中，研究人员已经开发出一种用于半导体的新型涂层材料，这可能为在将直射阳光与电结合的过程中生产燃料提供新的机会。该研究发表在《自然通讯》上。

乌普萨拉大学化学系教授萨沙·奥特(Sascha Ott)说：“我们已经朝着从阳光中生产未来燃料的目标迈进了一步。”

如今，氢气和甲醇主要来自石油或天然气等化石资源。一个更环保，更气候友好的选择是在可持续发展的电力条件下，将水和二氧化碳中的这些物质制成电解器。该过程需要施加电压形式的电能。

科学家们设计了一种新材料，该材料通过使用阳光补充电能来降低过程中所需的电压。

为了捕获阳光，他们使用了与太阳能电池相同类型的半导体。该研究的新颖之处在于，半导体被一种新型涂层材料覆盖，该涂层材料在阳光普照时从半导体中提取电子。这些电子随后可用于形成燃料的反应，例如产生氢气。

涂层是一个“金属有机框架”，一个由单个有机分子组成的三维网络，这些有机分子被微小的金属连接器以亚纳米级固定在适当的位置。分子捕获阳光产生的电子，并将其从半导体表面去除，否则可能会发生不希望的化学反应。换句话说，涂层可以防止系统短路，从而可以有效地收集电子。

在测试中，研究人员能够证明他们的新设计大大降低了从半导体中提取电子所需的电压。

Sascha Ott说：“我们的研究结果表明，创新的涂料可用于改善半导体性能，从而以更低的电输入要求实现更节能的燃料生产。”