Инженеры Университета Райс продемонстрировали новый способ эффективного захвата энергии солнечного света и преобразования его в энергию, путем расщепления молекул воды. Технология опирается на конфигурации активированных светом золотых наночастиц, которые собирают солнечный свет и передают энергию возбужденным электронам, которые ученые иногда называют «горячие электроны».

Ведущий автор Изабель Томанн говорит: «Горячие электроны имеют потенциал для управления очень полезными химическими реакциями, но они распадаются очень быстро. Например, большинство потерь энергии в лучших современных фотоэлектрических солнечных панелям являются результатом горячих электронов, которые охлаждаются в течение нескольких триллионных секунды, выпуская тепло впустую».

Захват этих высокоэнергетических электронов позволяет значительно увеличить эффективность солнечной энергетики. Исследователи Райса нашли способы захватить плазмонную энергию и преобразовать ее в полезное тепло или свет. Команда доктора Изабель Томанн создала систему, которая использует энергию горячих электронов для разделения молекул воды на кислород и водород. Это важно, потому что кислород и водород являются сырьем для топливных элементов.

Установка имеет три слоя материалов. Нижний слой представляет собой тонкий лист алюминия. Этот слой покрыт тонким слоем прозрачного оксида никеля, на котором располагается слой плазмонных золотых наночастиц в форме дисков, от 10 до 30 нанометров в диаметре.

«Эффективность применения технологии горячих электронов для солнечного света была на одном уровне со значительно более сложными структурами, которые используют более дорогие компоненты, - говорит Изабель Томанн. - Мы уверены, что сможем оптимизировать нашу систему, и значительно улучшить результаты, которые мы увидели».