Kuparistako ITO:n korvaaja?

Duke Universityn tutkijat halajavat käyttää kuparia muuttamaan auringonvaloa ja vettä kemialliseksi polttoaineeksi. Jo pitkään on etsitty sopivia katalyyttejä vedyn tuottamiseksi aurinkoenergian avulla.

Kasvit tekevät sen luonnostaan ​​yhteyttämällä ja tutkijat ovat yrittäneet luoda uudelleen tämän prosessin etsimällä auringonvalossa toimivia katalyyttejä.

Indiumtinaoksidi (ITO) on yksi paljon kokeiltu materiaali. Se on läpinäkyvä ja käynnistää vedenhajotusjärjestelmän reaktioita ja johtaa sähköä. Mutta ITO on harvinainen ja kallis materiaali.

Tutkimuksia vetäneen Ben Wileyn laboratorio toivoo voivansa korvata ITO:n kuparisista nanolangoista koostuvalla läpinäkyvällä kalvolla. Kupari on tuhat kertaa runsaampia ja sata kertaa halvempaa kuin indium.

Kupariset nanolankakatalyytit ovat myös edullisempia valmistaa kuin ITO, koska ne voidaan tuottaa nestemäisellä musteella painotekniikan tapaan. ITO:n tuotanto sen sijaan vaatii suuria pumppukammioita ja tyhjiön, joka muodostaa ohuita indiumin atomikerroksia paljon hitaammin.

Kupariset nanolankakalvot koostuvat mikroskooppisten metallitankojen verkostoista. Nanolangat tarjoavat suuren pinta-alan ja Wileyn ryhmä on päällystänyt ne koboltilla tai nikkelillä eli metalleilla, jotka toimivat todellisina kemiallisina katalyytteinä. Päällystettynäkin kupariset nanolankakalvot päästävät läpi lähes seitsemän kertaa enemmän auringonvaloa kuin ITO.

Nanolankakalvot tuottavat vain puolet vedenhajotusjärjestelmän prosessista eli veden hapettumisen. Toinen puoli reaktiota käyttää hapettumisesta saatuja elektroneja pelkistämään vesi vedyksi. Tähän prosessin osaan liittyvän työn Wileyn ryhmä odottaa julkaisevansa tulevana vuonna.

Kuparisista nanolangoista tehtyjä kalvoja voitaisiin tutkijoiden mukaan käyttää myös joustavissa kosketusnäytöissä, orgaanisissa (OLED) ledivalaisimissa ja älykkäässä lasissa.