مروری بر شکافت فتوکاتالیستی آب و انواع ساختارهای ناهمگون فتوکاتالیست‌ها

Abstract

کاهش استفاده‌از سوخت‌های فسیلی و افزایش استفاده‌از سوخت‌های تجدیدپذیر، باعث جلوگیری‌از آلودگی محیط‌زیست و کاهش دمای هواکره می‌شود. امروزه، به‌دلیل افزایش جمعیت، افزایش مصرف انرژی چالشی در پیش ‌رو است؛ بنابراین، استفاده‌از روش‌های ساده و مقرون‌به‌صرفه برای تأمین انرژی ضروری است. یکی از روش‌های این تأمین انرژی، شکافت آب بااستفاده‌از نور خورشید و فتوکاتالیست برای تولید هیدروژن است. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های حاصل‌از تحقیقات علمی بنیادی تا کاربردهای عملی مقیاس‌پذیر در حوزۀ شکست آب فتوکاتالیستی تحقق یافته‌است. در این بررسی، ابتدا عوامل مؤثر در طراحی یک فتوکاتالیست ازجمله عوامل فداشونده، اثر نانوذرات، طیف نور خورشید و معرفی فتوکاتالیست‌های در ناحیۀ نور UV بررسی شد. سپس، پیشرفت‌های اخیر مواد دوبعدی و ساختارهای ناهمگون برای کاربردهای شکست آب ازدیدگاه نظری خلاصه شد که به‌طور خاص، تعدادی از مواد دوبعدی و ساختارهای ناهمگون مورد استفاده برای شکافت آب بحث‌وبررسی شد. درنهایت، بر پیشرفت‌های اخیر درزمینۀ توسعۀ مواد جدید جاذب نور در ناحیۀ مرئی، نگرش و راه‌برد‌ها تمرکز شد.

Keywords

• شکافت آب
• فتوکاتالیست
• انرژی خورشیدی
• ساختار ناهمگون
• تولید هیدروژن