Nanotechnologia w systemach do konwersji energii słonecznej
Samoorganizujące się jednowymiarowe (1D) systemy nanorurek tlenkowych stały się od jakiegoś czasu gorącym tematem badawczym, ze względu na to, że ich naturalnie wysoki powierzchniowy stosunek przestrzeni do objętości jest źródłem ciekawych i przydatnych właściwości. W ciągu ostatnich 20 lat wnikliwym badaniom poddano uporządkowane macierze porowatego tlenku tytanu (TiO2), czyli nanorurki TiO2, uzyskane na drodze elektrochemicznej anodacji. Obecnie TiO2 jest jedynym materiałem, który nadaje się do wykorzystania jako fotokatalizator (czyli jako substancja wykorzystująca energię świetlną do wzmocnienia reakcji chemicznej) z powodu swojej wysokiej wydajności i stabilności, niskiego kosztu oraz bezpieczeństwa stosowania, zarówno dla ludzi, jak i dla środowiska. Europejscy badacze współpracujący w ramach finansowanego przez UE projektu "Przygotowanie, charakterystyka i zastosowanie samoorganizujących się nanorurek tlenku tytanu" (TI- Nanotubes) postawili sobie za cel przygotowanie i opisanie samoorganizujących się nanorurek TiO2 o uporządkowanej strukturze podobnej do porowatych nanorurek tlenku glinu (Al2O3) i krzemu (Si). Naukowcom w szczególności zależało na zrozumieniu kluczowych parametrów rządzących samoorganizacją nanorurek TiO2, zwłaszcza tych mających wpływ na wymiary, orientację i morfologię rurek. Głównym celem projektu było opracowanie nowoczesnych materiałów funkcjonalnych i strukturalnych o lepszych właściwościach, które można byłoby wykorzystać w systemach konwertujących energię słoneczną, takich jak ogniwa słoneczne wrażliwe na barwę. Samoporządkujące się mechanizmy nanorurek TiO2 zostały przebadane za pomocą szeregu technologii analizy powierzchniowej, w tym spektroskopii rozpraszania wstecznego Rutherforda (RBS) oraz analizy produktów reakcji jądrowych (NRA) w celu dokonania dogłębnej analizy profilu. Konsorcjum Ti- Nanotubes udało się wyprodukować szereg nanorurek TiO2 z domieszkami srebra (Ag) i żelaza (Fe), które wykazywały zwiększone działanie fotokatalityczne niezbędne do konwersji energii słonecznej. Wykorzystanie wyników projektu do celów komercyjnych zwiększy wydajność energii słonecznej i stanie się źródłem wielu korzyści nie tylko dla gospodarki unijnej i obywateli UE, ale i dla całej planety.
