인공 광합성 시스템을 가진 가시 광선을 통한 세계 최초의 성공적인 안전한 바카라 사이트 완전한 분해

국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불림)의 Photorection Control Research Center의 이사 인 Arakawa Hironori는, 수석 연구원 Sayama Kazuhiro가 수소를 사용하여 물을 완전히 사용하여 예술적인 광전을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 세계 최초의 광학을 사용하여 최초의 광학을 사용하여 전 세계적으로 분노한 광전자였다 식안전한 바카라 사이트 이 시스템은 요오드를 함유 한 수용액에 현탁 된 두 가지 유형의 가시 광선 반응성 산화 광 반응성 반도체 분말이 가시 광선으로 조사하여 간단히 빛나는 에너지를 변환하는 매우 간단한 기술입니다 재생 에너지를 활용하는 태양 에너지 및 수소 생산 기술을위한 저렴한 전환 및 활용 기술로 기대할 수 있습니다 이 연구의 결과는 British Chemical Society의 Breaking Newsletter "Chemical Communication"(11 월 말에 발표)의 최신호에 발표되었습니다

○안전한 바카라 사이트 완전히 분해광합성 모방으로 가시 광선 응답 유형광촉매시스템 개발은 지금까지 어려웠습니다
식물에 의해 수행되는 광합성 과정에서 볼 수 있듯이 가시 광선 조사 하의 수분 분해 공정은 에너지 저장 유형 반응이며, 태양 에너지의 메커니즘을 모방하기위한 다양한 연구가 조사되었지만 지금까지는 실현되지 않았습니다

○ AIST,가시 광선 응답 광 촉매우리는 여러 접근법을 안전한 바카라 사이트하여 프로세스의 연구 및 개발을 수행했습니다
Photorection Control Research Center는 자연 광합성 [PSI 시스템 및 PSII 시스템 연결]에서 배운 2 단계 광촉매의 수분-자극 공정을 광범위하게 고려해 왔습니다

○ 이번에는 세계에서 처음으로 인공 광합성 시스템을 안전한 바카라 사이트하여 가시 광선이 완전히 분해되었습니다
백금 지원 스트론튬 티타 네이트 (SRTIO₃) [PSII System] 및 백금으로 지원되는 텅스텐 산화물 (WO₃)이 반응은 [PSI 시스템]을 요오드 산화 환원과 연결하여 세계에서 처음으로 달성되었습니다
우리는 미래의 활동을 개선하기 위해 목표로 할 계획입니다

태양 에너지를 사용하여 물과 이산화탄소의 산소와 유기물을 합성하고 수소와 산소로 분해되는 "인공 광합성 시스템"을 실현하는 것은 과학자에게 큰 꿈이지만 실제로는 매우 어려운 기술입니다 특히, "안전한 바카라 사이트 완전한 분해"가 가장 기본적인 반응입니다 식물 광합성에서, 엽록소와 많은 전자 릴레이 (예 : 퀴논)를 사용하는 두 가지 유형의 광 흡수 센터를 사용하여 물을 분해하여 산소를 생성하고 이산화탄소를 설탕으로 줄입니다 광합성 메커니즘그림 1| (전자 흐름의 모양으로 인해 "z- 체계 유형 반응"이라고도합니다) 인공 광합성에 대한 이전의 연구는 주로 엽록소와 같은 금속 복합체의 연구자들에 의해 수행되었습니다 그러나, 물에서 산소를 추출하는 반응은 4 개의 전자를 동시에 사용하기 때문에 제어하기가 어렵고, 정상 금속 복합체가 산소에 불안정하기 때문에 금속 복합체의 분야에서 "안전한 바카라 사이트 완전한 분해"는 거의 실현되지 않았다

반면, 반도체 분말을 사용하는 광촉매 분야에서, 1980 년에 안전한 바카라 사이트 완전한 차축을위한 광촉매는 산화 티타늄 및 스트론튬 티탄과 같은 분말 광촉매를 사용하여 자외선 조사 하에서 물이 완전히 분해 될 수 있음을 발견했기 때문에, 안전한 바카라 사이트 완전한 분해가 적극적으로 연구되었다 반응 메커니즘그림 2에 표시됩니다 그러나 눈에 보이는 빛이 매우 어려웠고 실패했습니다*햇빛에는 소량의 자외선이 포함되어 있으며 효율적인 에너지 변환을 위해서는 가시 광선을 안전한 바카라 사이트하는 것이 필수적이며, 이는 태양 에너지의 절반을 차지합니다 산화 티타늄을 수정하여 가시 광선 반응성을 높이기 위해 연구가 적극적으로 수행되었지만, 이들 촉매는 수소를 생성하는 능력이 거의 없다

*이번에는12 월 6 일 Nature정상적인 광촉매 반응입니다 (한 단계photoexcitation 반응)는 가시 광선을 분리하는 데 성공적으로 안전한 바카라 사이트되었습니다 간단한 접근 방식이며 매우 어렵습니다

 

AIST는 식안전한 바카라 사이트 광합성 메커니즘을 모방함으로써 눈에 보이는 빛으로 물을 분해 할 수 있다고 생각하면서 연구를 수행하고 있습니다 광 흡수 물질은 불안정한 금속 복합체 시스템이 아니라 안정적이고 산소 생성에 걸리기 쉬운 가시 광선 반응성 산화물입니다반도체 광촉매에 중점을 두었습니다그림 1의 "z-scheme"에 의해 볼 수 있듯이, 광합성은 엽록소와 많은 전자 릴레이를 안전한 바카라 사이트하여 두 가지 유형의 광 흡수 센터를 안전한 바카라 사이트하여 물을 분해하여 산소를 생성하고 이산화탄소를 설탕으로 감소 시키는데, 이산화탄소 가스의 환원 측면은 탄소 이산화탄소를 감소 시키는데 안전한 바카라 사이트된다 (사진 시스템,Photosystemi), 산소 생성 측면은 PSII (광학 시스템 II,Photosystemii)라고합니다 이 연구에서 우리는 먼저 I- (요오드 이온) 및 IO₃- (요오드 이온)라는 한 쌍의 산화 환원으로 연결되었습니다 PSI로서 Strontium titanate (srtio₃) 반도체 분말의 백금에 의해지지되는 광촉매 (600nm보다 짧은 파장을 가진 빛) 및 PSII는 산화 텅스텐 (WO₃) 반도체 분말에지지 된 백금이있는 광촉매 (460 nm보다 짧은 파장을 가진 빛이 안전한 바카라 사이트할 수 있음) 구체적으로, 상기 두 가지 유형의 광촉매는 간단하게 혼합되어 요오드화 나트륨의 수용액에 부유하고 가시 광으로 조사된다 그 단독으로 물이 분해되었고, 수소와 산소는 오랜 시간 동안 지속적으로 생성되었습니다 (2 : 1) 이것은 진정으로 가시 광선 반응 인 인공 광합성 시스템의 세계 최초의 예입니다 또한, 기존의 방법 (1 단계 여기 방법)과 달리, 수소와 산소는 별도로 생성 될 수있다

현재 전환 효율은 매우 낮습니다 (420nm에서 01%)이지만이 연구는 가시 광선의 안전한 바카라 사이트에 대한 단서 역할을하기 때문에 연구가 진행됨에 따라 성능이 크게 향상 될 수 있습니다

◆ 광촉매 (광촉매)

광촉매는 광 흡수에 의해 흥분되고 산화 및 환원 반응을 유발하는 촉매 물질이다 이기종 반도체 광촉매 및 균질 염료 광촉매가있다 태양 에너지를 변환하기 위해서는 에너지 저장 유형 화학 반응 (업 힐 반응)이 필요합니다 전형적인 예는 완전히 분해 된 안전한 바카라 사이트 수소 및 산소로의 반응, 이산화탄소 및 물에서 유기물 합성의 반응, 및 질소 및 물에서 암모니아 등의 반응을 포함한다
광촉매를 안전한 바카라 사이트한 태양 에너지 변환의 가장 큰 특징은 시스템의 단순성과 해당 영역을 쉽게 증가시키는 것입니다 태양 에너지의 주요 단점은 낮은 에너지 밀도이며 저렴하고 간단한 광촉매는 태양 에너지 활용을위한 유망한 기술 중 하나입니다
현재 가장 큰 문제는 현재 낮은 효율입니다 양자 수율은 300 nm 미만의 파장 범위에서 50% 이상인 것으로보고되었으며, 이는 햇빛에 거의 포함되어 있지 않지만 파장이 10% 이상인 자외선의 경우 최대입니다 또 다른 문제는 가시 광선으로 안전한 바카라 사이트할 수있는 광촉매가 거의 없다는 것입니다 그러나 효율성이 다소 낮더라도 간단한 시스템은 수명이 길고 저렴한 비용은 에너지 균형과 경제 측면에서 이점을 제공합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 광촉매 원리 (광촉매의 원리)

반도체는 전도 밴드와 원자가 밴드가 금지 된 밴드로 분리되는 밴드 구조를 가지고 있습니다 염료에서, 그것들은 가장 낮은 빈 분자 궤도 (LUMO)와 가장 높은 점유 분자 궤도 (HOMO)에 해당합니다 밴드 갭보다 큰 에너지를 갖는 빛이 조사 될 때, 원자가 밴드의 전자는 전도 밴드에서 여기되어 전도 대역의 전자가 생성되고, 원자가 밴드의 구멍이 생성된다 전도 밴드에서 여기는 전자는 원자가 밴드에있을 때보 다 훨씬 강한 환원 전력을 가지므로, 어둠에서 발생하지 않는 환원 반응을 수행 할 수 있습니다 유사하게, 구멍은 또한 강한 산화 반응을 겪고있다 안전한 바카라 사이트 완전한 분해를 진행하려면 전도 대역의 바닥은 H+/H₂, 산화 환원 전위보다 음수 (0V 대 NHE, pH = 0) 및 O는 원자가 대역의 상단 가장자리₂/h₂O 전위 (123V 대 NHE, pH = 0)보다 양수 여야합니다 반응에 과전압이 없다고 가정하면 밴드 갭은 123V이어야하므로 최대 1000nm의 빛이 이상적으로 사용 가능합니다 그러나 실제로이 상태를 충족시키는 반도체가 물에 넣고 빛으로 조사 되더라도 반응은 거의 진행되지 않습니다 또한 안전한 바카라 사이트 완전한 분해를 진행하려면 다음 조건이 필요합니다
・ 광 반응에 안정적이며 분해되거나 용해되지 않습니다
・은 전하 분리를 촉진하고 전하 재조합을 억제합니다
・ 플래티넘 등조정| 과전압을 줄이고 고효율 반응물 활성 점을 생성합니다
・ 제품 및 중간체의 역 반응을 억제합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 안전한 바카라 사이트 완전한 분해 (모든 물,STOCHIOMETRIC WATER SPRINGTING)

안전한 바카라 사이트 완전한 분해 (또는 총 분해)는 수소와 산소가 2 : 1의 화학량 론적 비율로 지속적으로 생성되는 반응입니다 이 용어는 과거의 많은 비 촉매 종이와 수소 만 관찰되고 산소가 생성되지 않는 많은 비 촉매 종이와 구별하는 데 사용됩니다 산소가 발생하지 않으면 촉매가 악화되고 반응이 중단됩니다 안전한 바카라 사이트 완전한 분해가 진행되는지 여부를 확인하려면 먼저 화학량 론적 비율로 수소와 산소가 생성되는지 확인하십시오 또한, 긴 반응 후 생성 된 가스의 총량이 촉매 양보다 충분히 얼마나 큰지, 촉매가 변하지 않았는지 또는 기계 촉매 반응이 발생하지 않았는지 여부를 철저히 확인하는 것이 중요하다
또한, 수성 메탄올 용액으로부터의 수소 생성 및 수성은 질산염 용액으로부터의 산소 생성은 물 분해 반응이지만 완전히 분해 반응은 아닙니다 이러한 반응은 돌이킬 수 없으며 Photoenergy의 축적을 초래하지 않습니다 비가 역적 전자 공여체 및 메탄올 및은 이온과 같은 전자 공여체를 희생 제라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 가시 광선 반응 광 촉매 (가시 광선 응답 광 촉매)

가시 광선은 파장 범위에서 400nm (380nm)에서 800nm까지 가볍습니다 가장 전형적인 이산화 티타늄 광촉매는 가시 광선 영역 직전의 빛을 이용하는 자외선의 광 응답 광촉매이며, 일반적으로 흡수를 초과하는 파장을 안전한 바카라 사이트하여 빛을 이용할 수있는 광촉매는 가시적 인 광 응답 광 촉매로 간주됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 다단계 Photoexcitation 반응 (Tan Hikari Reikihanno,다중 단계 사진 발전 반응)

정상적인 광촉매 반응은 단일 단계 Photoexcitation 반응입니다 다른 한편으로, 식물에서 광합성의 메커니즘은 두 가지 유형의 광습 센터, 산소 생성 센터 및 많은 산화 환원 전자 전달 매체로 구성됩니다 전자 전달의 형태로 인해 z- 체계 메커니즘이라고도합니다 이 반응 메커니즘은 두 가지 유형의 광촉매를 모방하고 안전한 바카라 사이트합니다 간단한 산화 환원 배지, 2 단계 광분해 반응, 인공 광합성 시스템입니다 이 반응의 장점은 주어진 광촉매에 대해 더 효율적인 산화 환원 배지의 선택을 허용한다는 것입니다 수소와 산소를 분리하고 생성하는 것도 가능합니다 염료 감작 광촉매는 또한 수소 생성 시스템에서도 안전한 바카라 사이트될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ 반도체 광촉매의 유형 (Handotai hikarishokubai 's Slurp,다양한 반도체 광촉매)

대부분의 대표적인 광촉매는 이산화 티타늄 (TIO₂) 시리즈입니다 백금과 같은 공동 감염 체의 존재는 반응에 필수적이다 pt-tio₂수산화 나트륨으로 코팅되고 증기 반응 또는 현탁액 시스템에서 실험을 수행하면 고농도 탄산염 또는 상기로부터 조명을 조사함으로써 안전한 바카라 사이트 완전한 분해가 관찰 될 수 있습니다 다른 간단한 산화물 반도체는 TA₂O₅YA ZRO₂가 있습니다
복합 산화물로서의 srtio₃를 포함하여 많은 유형이보고되었습니다 Cocatalyst는 ruo₂또는 니켈로부터 부분적으로 산화 된 Niox가 종종 안전한 바카라 사이트된다 케이₄NB₆O₁₇니켈 또는 백금이 층 내에서지지 될 때 활성을 향상시키는 층화 된 화합물이다 nio-natao₃의 양자 수율 50%에 도달합니다 초기 연구에서, Ti, NB 및 TA 시스템과 같은 D- 궤도에 전자가없는 많은 반도체가 조사되었지만 최근에는 SN 시스템과 같은 D- 궤도에 전자를 갖는 반도체 광촉매도 활성을 갖는 것으로보고되었다[참조로 돌아 가기]

◆ promocatalyst (Co-Catalyst)

반도체 분말에서 지원하거나 반응 시스템에 추가하여 활동을 개발하고 향상시키는 촉매 지원되는 공동 촉매에는 PT, Ruo₂, niox, nio 등 예를 들어, PT는 수소 생성의 과전압을 크게 감소시킬 수 있습니다 반면, 역 반응이 촉진 될 수 있으므로 컨텐츠의 양과 안전한 바카라 사이트 방법을 고안해야합니다[참조로 돌아 가기]