Новые соединения для солнечной и водородной энергетики открыли ученые Уфы и Белоруссии
Открытие дает возможность создать приборы для преобразования солнечной энергии
Специалисты Евразийского НОЦ в сотрудничестве с белорусскими коллегами обнаружили новые соединения для солнечной и водородной энергетики. Совместная работа ученых Молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» Уфимского университета науки и технологий и «Компьютерное проектирование микро- и наноэлектронных систем» Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники поможет создать сверхновые транзисторы и солнечные элементы, сообщает пресс-служба правительства Республики Башкортостан.
Сотрудники лаборатории, созданной в рамках нацпроекта «Наука и университеты», совместно с учеными из Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники в ходе масштабного квантово-механического моделирования обнаружили 67 новых соединений галогенов (хлора, брома, фтора и йода), которые могут существовать в двумерном виде.
Совместное открытие дает возможность создать приборы для преобразования солнечной энергии, такие как высокоэффективные транзисторы и солнечные элементы. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, а также Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований, опубликованы в журнале 2D Materials.
Галогениды - это соединения галогенов, к которым относятся фтор, хлор, бром и йод, с другими атомами, например, металлами. Двумерные структуры благодаря своим размерам и большой площади поверхности обладают необычными свойствами, включая высокую механическую прочность и уникальные оптоэлектронные характеристики. Переход от объемной структуры к двумерной открывает новые перспективы использования давно известного класса материалов во многих областях, включая электронику и энергетику.
«Мы выяснили, что некоторые соединения способны под действием света расщеплять воду на водород и кислород, то есть пригодны для применения в качестве материалов для солнечной и водородной энергетики. То есть, если создать элементы солнечных батарей из соединений цинка, хлора и йода или цинка, брома и йода, они позволят удешевить производство водорода примерно в три раза по сравнению с используемыми сейчас технологиями», – рассказыала руководитель лаборатории БГУИР Мария Баранова.
Уфимские и белорусские ученые создали базу на основе обнаруженных соединений двумерных галогенидов и разместили ее в открытом доступе, поэтому воспользоваться ею может любой желающий. По словам одного из авторов проекта, научного сотрудника БГУИР Дмитрия Гвоздовского, в будущем с этой базой сможет работать искусственный интеллект, который по требуемым человеку физическим свойствам будет проектировать соответствующую структуру материала.
«В дальнейшем мы планируем оценить возможность использования этих галогенидов в других прикладных областях. Например, из них возможно создать эффективные рабочие слои для тандемных солнечных элементов. За счет высокой светочувствительности соединений такие слои будут предотвращать утечку заряда, то есть повысят эффективность преобразования солнечной энергии в электроэнергию», – делится планами руководитель проекта, старший научный сотрудник Уфимского университета науки и технологий, Андрей Кистанов.
По словам руководителя лаборатории, доктора наук, профессора Елены Корзниковой, такие научные достижения не только подтверждают высокий потенциал Молодежной лаборатории, но и способствуют развитию научных исследований в области энергетики на глобальном уровне.