Des chercheurs de l'Université d'Osaka ont étudié l'activité photocatalytique des matériaux oxyhalogénures et ont pu démontrer une relation entre les paramètres mesurés par la conductivité micro-onde résolue en temps (TRMC) et la génération d'oxygène. En utilisant la relation, ils ont optimisé la température de traitement pour la synthèse du photocatalyseur PbBiO 2 Cl, résultant en une triple amélioration de l'efficacité quantique apparente par rapport aux rapports précédents. On espère que les résultats permettront un criblage à haut débit et un développement efficace de photocatalyseurs.

Les photocatalyseurs qui exploitent l'énergie lumineuse et l'utilisent pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène pourraient faire de l'hydrogène une source potentielle d'énergie propre. Cependant, l'optimisation des matériaux candidats photocatalyseurs nécessite généralement un investissement en temps considérable. Maintenant, des chercheurs de l'Université d'Osaka ont démontré un lien entre des quantités faciles à mesurer et la performance du catalyseur qui pourrait fournir une méthode d'évaluation rapide.

La conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique à l'aide de photocatalyseurs a été largement rapportée, mais l'optimisation continue des matériaux photocatalytiques est essentielle pour leur application réussie. Les propriétés des photocatalyseurs, y compris leur superficie, cristallinité et diverses caractéristiques électroniques, affecter leur activité. Ces propriétés peuvent être influencées par les techniques et les conditions particulières utilisées pour les préparer, conduisant ainsi à un large éventail de matériaux qui pourraient être évalués.

Tester le matériel est un processus qui prend du temps et qui n'a pas encore été accéléré, jusqu'à présent. Dans un rapport publié dans Lettres énergétiques ACS , Des chercheurs d'Osaka ont montré la relation entre les mesures de conductivité micro-onde résolues dans le temps (TRMC) et les performances photocatalytiques des matériaux semi-conducteurs. Le TRMC est un procédé qui permet d'évaluer des photocatalyseurs sous forme de poudre, ce qui conduit à un débit nettement plus élevé.

"Nous avons pu montrer que le taux de dégagement d'oxygène d'un photocatalyseur - qui est une mesure de l'activité - peut être déterminé à partir de la photoconductivité et de la demi-vie déterminée par TRMC, " explique l'auteur principal de l'étude Hajime Suzuki. " L'application de cette relation aux matériaux rend l'évaluation de leur potentiel beaucoup plus efficace. "

Les chercheurs ont utilisé leurs résultats pour déterminer la température de traitement optimale pour un matériau qui n'avait pas été largement étudié, PbBiO 2 Cl, et ont pu produire un analogue qui avait une efficacité quantique apparente de 3 %, soit trois fois plus que ce qui avait été obtenu dans des études précédentes utilisant des températures de traitement plus élevées.

"Nous espérons que les principes de nos découvertes pourront être largement appliqués pour améliorer l'efficacité et la facilité de dépistage des matériaux, trouver des candidats, et le choix des conditions de synthèse, ", explique l'auteur correspondant de l'étude Akinori Saeki. "En termes d'ensemble, les processus à haut débit pourraient accélérer le développement de solutions énergétiques plus propres. »