波士顿学院的研究人员克服了对清洁能源技术的关键传导性挑战，开发出一种钛纳米结构，可提供更大的表面积，并显示出更高的电子传输效率。
这一挑战令研究人员烦恼，他们追求的太阳能电池板厚度足以吸收太阳光，但又足够薄，能够以最小的能量损失收集和传输电子。类似地，相对较新的水分解科学需要在半导体材料内捕获能量，然后有效地传输最终用于产生氢的电荷。
波士顿学院助理。化学教授王敦伟及其实验室成员发现，将两种钛基半导体纳入纳米级结构，可将集电效率提高约33%，该团队在“美国杂志”网络版上报道化学学会。
王和他的合着者，BC研究生Yongjing Lin和Sa Zhou，博士后研究员Xiaohua Liu和本科Stafford Sheehan报告说，该团队在紫外线下实现了16.7%的峰值转换效率。相比之下，由仅由二氧化钛(TiO2)组成的结构的效率为12%。
Wang表示，新材料中的效率提升可以起到所谓的水分解作用，其中已经证明半导体催化剂可以分离和储存氢气和氧气。
“当前分裂水的挑战涉及如何最好地捕获半导体材料中的光子，然后抓住并运输它们以产生氢气，”Wang说。“对于实际的水分解，你需要分别产生氧气和氢气。为此，良好的导电性非常重要，因为它可以让你在氧气生成区域收集电子并将它们输送到氢气发生室进行制氢。 “。
通过使用两种结晶半导体 - 对能量捕获和传输过程至关重要的材料 - Wang说，研究人员发现了一种新的，成功的转移机制，其工程结构对人眼几乎是不可见的。
二氧化钛因其作为催化剂的实力而在早期的水分解研究中发挥了关键作用。然而，其光吸收仅限于紫外线，并且该材料也是相对较差的导体。
Wang和他的研究人员开始研究由二硅化钛(TiSi2)制成的纳米结构，这是一种能够吸收太阳光的半导体，以及一种能够提供坚固结构并具有对吸收光子至关重要的扩展表面积的材料。Wang说，仍然需要它的催化能力，二氧化钛被用来涂覆结构。
得到的网状纳米结构有效地分离电荷，收集二硅化钛核中的电子并将它们运走。该结构将正电荷转移到材料的二氧化钛区域用于化学反应。在水分解中，这些电荷可能用于产生氢气。
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