氣候變化是如火如荼只要我們沒有成功的顯著減少二氧化碳將繼續(xù)有增無減2排放量。為此，我們需要所有選項。一種想法是溫室氣體CO返回2到能量循環(huán)：CO2可與水加工成甲醇，其可良好地運輸和儲存的燃料。然而，這種讓人想起光合作用的部分過程的反應(yīng)需要能量和催化劑。如果我們成功地利用陽光中的這種能量并開發(fā)出不是由鉑等稀有金屬制成的光活性光催化劑，而是廉價且大量可用的材料，那么在氣候條件下就有可能產(chǎn)生“綠色”太陽能燃料。-中立的方式。

鉆石納米材料需要紫外線才能激活

這種光催化劑的候選者是所謂的金剛石納米材料-這些不是珍貴的結(jié)晶鉆石，而是幾千個碳原子的微小納米晶體，它們可溶于水并且看起來更像黑色漿料，或具有高表面的納米結(jié)構(gòu)“碳泡沫”區(qū)域。然而，為了使這些材料具有催化活性，它們需要UV光激發(fā)。只有這個光譜范圍的太陽光能夠足夠豐富地將電子從材料轉(zhuǎn)移到“自由狀態(tài)”。只有這時溶劑化的電子才能在水中發(fā)射并與溶解的2反應(yīng)形成甲醇。

可以用興奮劑嗎?

然而，太陽光譜中的UV分量不是很高。也可以使用可見光譜的光催化劑是理想的。這就是HZB科學(xué)家TristanPetit及其在DIACAT的合作伙伴的工作所在：由烏普薩拉大學(xué)的KarinLarsson執(zhí)行的這些材料的能級建模表明，通過摻雜，可以在中間階段建立中間階段。外來原子。硼是一種三價元素，似乎特別重要。

BESSYII的實驗表明：是的，但......

因此Petit和他的團隊研究了多晶金剛石，金剛石泡沫和納米金剛石的樣品。這些樣品先前已在維爾茨堡的AnkeKrüger和弗賴堡的ChristophNebel中合成。在BESSYII中，X射線吸收光譜用于精確測量未被占據(jù)的能量狀態(tài)，其中電子可能被可見光激發(fā)。“存在于這些納米金剛石表面附近的硼原子實際上導(dǎo)致了帶隙中所需的中間階段，”該研究的第一作者，博士生SnehaChoudhury解釋道。這些中間階段通常非常接近價帶，因此不允許有效使用可見光。然而，測量結(jié)果表明，這也取決于納米材料的結(jié)構(gòu)。

展望：形態(tài)學(xué)和摻雜P或N.

“我們可以通過專門修改形態(tài)和摻雜來引入并可能控制鉆石帶隙中的這些額外步驟，”TristanPetit說。用磷或氮摻雜也可以提供新的機會。