Este es uno de varios proyectos que reciben apoyo del programa SRI de la Facultad de Ingeniería. Los miembros del grupo del proyecto incluyen (de izquierda a derecha) Lane Martin, Elif Ertekin, Ed Seebauer, Sungki Lee y Brent Apgar (sentados).
Si quieres aprovechar al máximo el sol, hay que mejorar el rendimiento de los materiales utilizados.
Un equipo interdisciplinario de investigadores de Ingeniería de Illinois se ha propuesto mejorar los materiales que hacen posible la conversión / fotocatálisis de energía solar. Juntos, han desarrollado una nueva forma de fotocatalizador solar de alto rendimiento basado en la combinación de TiO2 (dióxido de titanio) y otros óxidos "metálicos" que mejoran enormemente la absorción de luz visible y promueven una utilización más eficiente del espectro solar para aplicaciones energéticas.
"Esta es una forma fundamentalmente nueva de abordar estos asuntos, "explicó Lane Martin, quien es profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en Illinois. "Nuestro grupo de investigación incorpora aspectos de la física de la materia condensada, ingeniería de dispositivos semiconductores, y fotoquímica para hacer posible un nuevo rendimiento. A partir de estos materiales podemos imaginar la producción de energía neutra en carbono de combustibles de combustión limpia, depuración y remediación de aguas residuales, y mucho más.
"Como seguimiento de nuestro trabajo anterior, ampliamos nuestro descubrimiento de nuevos materiales energéticos de fuerte absorción, ", Agregó Martin." El concepto general es que hemos desarrollado una nueva forma de fotocatalizador solar de alto rendimiento basado en la combinación de TiO2 y óxidos 'metálicos' ". El artículo del grupo" Actividad fotoelectroquímica mejorada en dispositivos de heterounión de óxido sobre óxidos 'metálicos' correlacionados, "aparece en la revista, Materiales avanzados (Volumen 25, Número 43, páginas 6201–6206). Los investigadores también tienen una solicitud de patente pendiente para este trabajo.
Según Martin, el artículo de investigación aborda el factor limitante más urgente de estos materiales para las aplicaciones:su mala absorción de la luz.
"Este artículo cubre varias variaciones nuevas en las que integramos óxidos 'metálicos' correlacionados químicamente compatibles con el modelo tipo n, TiO2 semiconductor de óxido de banda ancha ancha para producir heterouniones fotocatalíticas de alto rendimiento. Estas estructuras compuestas operan según el principio de inyección de portador caliente desde el óxido 'metálico' al TiO2. "
Estos efectos son posibles aprovechando la diversa gama de física electrónica correlacionada de materiales de óxidos metálicos comunes, incluido el LaNiO3 de tipo n (niquelato de lantano), SrRuO3 (rutenato de estroncio), y SrVO3 (vanadato de estroncio) y La0.5Sr0.5CoO3 de tipo p (cobaltita de lantano estroncio) y La0.7Sr0.3MnO3 (manganita de lantano estroncio). Estos materiales han sido ampliamente explorados (individualmente) para su novedoso transporte electrónico, propiedades magnéticas, y otros fenómenos físicos exóticos y se utilizan ampliamente como electrodos inferiores epitaxiales en heteroestructuras ferroicas.
Martin señaló que uno de los nuevos materiales estudiados (dispositivos basados en La 0.5Sr0.5CoO3) demostró actividades fotocatalíticas que son 27-, 6.2-, y 3 veces más grande que el de una película de TiO2 de una sola capa, muestras de nanopolvo Degussa P25, y el informe previo de dispositivos basados en SrRuO3, respectivamente.
