利用太阳光激活新材料中的电流

该团队来自太平洋西北国家实验室(PNNL)，包括EMSL，环境分子科学实验室，DOE科学办公室用户设施和阿贡国家实验室的研究人员。

重要意义：生成可以利用太阳能来制造氢气等可燃物质的材料，这种燃料没有碳足迹，是新型清洁能源的极具吸引力的途径。如果没有化石燃料的替代品，我们将致力于稳定地增加大气和海洋中二氧化碳的浓度，同时对大气中的温室气体积累和海洋酸化产生有害影响。

方法：通过利用分子束外延制备的氧化膜中的成分精度，纯度和低缺陷密度，该团队表明，一种不寻常的半导体相，其铁磁性远高于室温并吸收可见光部分的光。太阳电磁波谱，可以稳定在氧化镁(MgO(001))基板上。

当磁铁矿(Fe3O4)中的三分之一铁(Fe)被铬(Cr)取代时，产生该相。调查显示铬离子Cr3+仅在尖晶石晶格中的八面体位置取代铁，占据这些位置的一半。结果，电荷传输机制涉及在八面体的铁阳离子和晶格中的四面体位置之间的电子跳跃。

下一步是什么?

已经证明化学改性磁铁矿(Fe2CrO4)符合空气稳定可见光光催化剂所需的基本标准，研究人员计划进行实验，将新生长的Fe2CrO4表面转移到光电化学电池下。干燥的氮气氛，以避免吸收表面碳污染。在那里，他们将测量氧气释放和氢气释放反应的光催化活性，就像光能成功地用于将水分解成可用燃料时发生的那样。

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