Este é um dos vários projetos que recebem apoio do programa SRI da Faculdade de Engenharia. Os membros do grupo do projeto incluem (da esquerda para a direita) Lane Martin, Elif Ertekin, Ed Seebauer, Sungki Lee e Brent Apgar (sentados).
Se você quiser tirar o máximo proveito do sol, você tem que melhorar o desempenho dos materiais usados.
Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores de Engenharia de Illinois tem como objetivo melhorar os materiais que tornam possível a conversão / fotocatálise da energia solar. Juntos, eles desenvolveram uma nova forma de fotocatalisador solar de alto desempenho com base na combinação de TiO2 (dióxido de titânio) e outros óxidos "metálicos" que aumentam muito a absorção de luz visível e promovem uma utilização mais eficiente do espectro solar para aplicações de energia.
"Esta é uma maneira fundamentalmente nova de abordar esses assuntos, "explicou Lane Martin, que é professor assistente no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais em Illinois. "Nosso grupo de pesquisa incorpora aspectos da física da matéria condensada, engenharia de dispositivos semicondutores, e fotoquímica para possibilitar novas performances. A partir desses materiais, podemos imaginar a produção de energia neutra em carbono de combustíveis de queima limpa, purificação e remediação de águas residuais, e muito mais.
"Como seguimento de nosso trabalho anterior, expandimos nossa descoberta de novos materiais de alta absorção de energia, "Martin acrescentou." O conceito geral é que desenvolvemos uma nova forma de fotocatalisador solar de alto desempenho com base na combinação de TiO2 e óxidos 'metálicos'. em óxidos 'metálicos' correlacionados, "aparece no jornal, Materiais avançados (Volume 25, Edição 43, páginas 6201–6206). Os pesquisadores também têm um pedido de patente pendente para este trabalho.
De acordo com Martin, o trabalho de pesquisa aborda o fator limitante mais urgente desses materiais para aplicações - sua má absorção de luz.
"Este artigo cobre várias novas variações onde integramos óxidos 'metálicos' correlacionados quimicamente compatíveis com o modelo tipo n, TiO2 semicondutor de óxido de banda larga para produzir heterojunções fotocatalíticas de alto desempenho. Essas estruturas compostas operam com base no princípio de injeção de portador quente do óxido "metálico" no TiO2. "
Esses efeitos são possíveis aproveitando a ampla gama de física eletrônica correlacionada de materiais de óxidos metálicos comuns, incluindo LaNiO3 tipo n (níquelato de lantânio), SrRuO3 (rutenato de estrôncio), e SrVO3 (vanadato de estrôncio) e tipo p La0.5Sr0.5CoO3 (lantânio estrôncio cobaltita) e La0.7Sr0.3MnO3 (lantânio estrôncio manganita). Esses materiais foram amplamente explorados (individualmente) para seu novo transporte eletrônico, Propriedades magneticas, e outros fenômenos físicos exóticos e são amplamente utilizados como eletrodos de fundo epitaxial em heteroestruturas ferroicas.
Martin observou que um dos novos materiais estudados (dispositivos baseados em La 0.5Sr0.5CoO3) demonstrou atividades fotocatalíticas que são 27-, 6.2-, e 3 vezes maior do que para um filme de TiO2 de camada única, amostras de nanopó Degussa P25, e o relatório anterior de dispositivos baseados em SrRuO3, respectivamente.
