发现太阳能水分裂细胞的意外增强

他们最近公布的结果表明，通过控制纳米管表面钾的沉积，工程师可以在一个有前景的新替代能源系统中实现显着的节能。

二氧化钛(或二氧化钛)是一种多功能化合物，最为人所知的是白色颜料。从油漆到牙膏和防晒乳液等各方面都有它。三十五年前，藤岛晃(AkiraFujishima)通过证明它还起到光催化剂的作用，从水，电和阳光中产生氢气，从而震惊了电化学世界。近年来，研究人员一直在探索优化工艺的不同方法，并创造出商业上可行的技术，从根本上将廉价的阳光转化为氢气，氢气是一种可以储存和运输的无污染燃料。

增加可用表面积是提高催化剂性能的一种方法，因此Northeastern的团队一直在研究制造紧密排列的二氧化钛纳米管阵列的技术，这些纳米管具有非常高的表面积与体积比。他们也对如何最好地将碳纳入纳米管感兴趣，因为碳有助于二氧化钛吸收可见光谱中的光。(纯二氧化钛在紫外线区域吸收，大部分紫外线被大气过滤。)

这使它们进入国家同步加速器光源(NSLS)*的NISTX射线光谱束线。NIST设施使用可以精确调整的X射线来测量特定元素的化学键，并且比常用的实验室仪器灵敏度至少高10倍，使研究人员能够检测极低浓度的元素。在对碳原子进行测量时，研究小组注意到光谱数据表明二氧化钛纳米管含有少量与表面强烈结合的钾离子，显然是由制造过程留下的钾离子。这是第一次在二氧化钛纳米管上观察到钾;之前的测量结果不够灵敏，无法检测到它。

结果有点令人感兴趣，但当研究小组将含钾纳米管的性能与故意制备的不含钾的类似阵列进行比较时，结果更为明显。前者仅需要约三分之一的电能来产生与等量的无钾纳米管阵列相同量的氢。东北地区物理学家LatikaMenon回忆说：“结果非常令人兴奋。我们从碳研究中得到了偏见。”因为它在几乎检测不到的浓度下具有如此强烈的作用，Menon说，钾可能在许多实验中起到了无法识别的作用。使用二氧化钛纳米管的水分裂细胞，因为氢氧化钾常用于细胞。她说，通过控制它，氢太阳能电池设计师可以用它来优化性能。

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