氣候變化是如火如荼只要我們沒有成功的顯著減少二氧化碳將繼續(xù)有增無減2排放量。為此，我們需要所有選項。一種想法是溫室氣體CO返回2到能量循環(huán)：CO2可與水加工成甲醇，其可良好地運輸和儲存的燃料。然而，這種讓人想起光合作用的部分過程的反應需要能量和催化劑。如果我們成功地利用陽光中的這種能量并開發(fā)出不是由鉑等稀有金屬制成的光活性光催化劑，而是廉價且大量可用的材料，那么在氣候條件下就有可能產(chǎn)生“綠色”太陽能燃料。-中立的方式。

鉆石納米材料需要紫外線才能激活

這種光催化劑的候選者是所謂的金剛石納米材料-這些不是珍貴的結(jié)晶鉆石，而是幾千個碳原子的微小納米晶體，它們可溶于水并且看起來更像黑色漿料，或具有高表面的納米結(jié)構(gòu)“碳泡沫”區(qū)域。然而，為了使這些材料具有催化活性，它們需要UV光激發(fā)。只有這個光譜范圍的太陽光能夠足夠豐富地將電子從材料轉(zhuǎn)移到“自由狀態(tài)”。只有這時溶劑化的電子才能在水中發(fā)射并與溶解的2反應形成甲醇。

可以用興奮劑嗎?

然而，太陽光譜中的UV分量不是很高。也可以使用可見光譜的光催化劑是理想的。這就是HZB科學家TristanPetit及其在DIACAT的合作伙伴的工作所在：由烏普薩拉大學的KarinLarsson執(zhí)行的這些材料的能級建模表明，通過摻雜，可以在中間階段建立中間階段。外來原子。硼是一種三價元素，似乎特別重要。

BESSYII的實驗表明：是的，但......

因此Petit和他的團隊研究了多晶金剛石，金剛石泡沫和納米金剛石的樣品。這些樣品先前已在維爾茨堡的AnkeKrüger和弗賴堡的ChristophNebel中合成。在BESSYII中，X射線吸收光譜用于精確測量未被占據(jù)的能量狀態(tài)，其中電子可能被可見光激發(fā)。“存在于這些納米金剛石表面附近的硼原子實際上導致了帶隙中所需的中間階段，”該研究的第一作者，博士生SnehaChoudhury解釋道。這些中間階段通常非常接近價帶，因此不允許有效使用可見光。然而，測量結(jié)果表明，這也取決于納米材料的結(jié)構(gòu)。

展望：形態(tài)學和摻雜P或N.

“我們可以通過專門修改形態(tài)和摻雜來引入并可能控制鉆石帶隙中的這些額外步驟，”TristanPetit說。用磷或氮摻雜也可以提供新的機會。