太阳能和清洁能源发展的纳米材料

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这个特殊的问题“太阳能和清洁能源发展纳米材料”是由选中,完整版本的论文在国际太阳能09年会议在卢克索的迷人历史城市举行。会议聚集了来自26个国家的科学家,讨论杰出研究多种主题和学科。指出,在奥斯汀的得克萨斯大学的教授保罗·芭芭拉在会议的开幕式上,这种中型会议提供了独特的机会去学习和交流来自不同学科的科学问题,有一个主要的共同点,太阳能光子。这个特别的机会去了解其他领域的研究不仅需要特定的技能形成了扬声器,但还要求特别关注并从观众开放。

标题下的“推动一个更加绿色的未来,”共有41个口头报告和补充了同样数量的海报。光电、光催化、太阳能辐照度、光降解、photo-induced电子转移,光化学,photobatteries photospectroscopy只是味道高多样性的话题讨论。甚至有一个丰富的贡献对颗粒燃料未来的第四代核电站,提醒,继续已经证明技术进步也是必要的。一个强大的重点是放在有机光电捕集。涂料太阳能电池现在已经达到了一个高度的成熟理论和实验的理解各种微观过程导致了整体工作原理。涂料(Gratzel)直接利用纳米太阳能电池是最早的太阳能电池组件的性能。在这里,光吸收主要发生在染料分子固定在纳米颗粒表面的宽禁带半导体,通常。在与可见光激发,染料注入电子从激发态传导带,导致charge-separated状态。吸收足够的光,纳米多孔,有一个很大的表面积单位体积和重量。的优化染料/层是严重依赖于纳米制造和表征;的层必须有一个足够大的表面积将染料,但结构薄和开放足以允许有效的电荷传输用最小的损失。最重要的是,追求新颖的染料在染料敏化太阳能电池是明确的,有效的近红外吸收的失踪。界面电荷转移复合物显示新方法实现直接的界面电荷转移。由于世界范围内重要的进步,这种薄膜光伏技术大规模商业化的边缘。在固体有机太阳能电池,更高的效率仍是见过。这项技术所需的基本研究当然是色素增感太阳能电池依照。所示是一个贡献,单分子荧光光谱可以揭示微观回应的共轭聚合物充电。单分子探测也证明是新的实验工具探索纳米多孔材料,除了检查聚光系统。经典摄影染料也被建议作为新材料类有机太阳能电池。新设备的概念提出了基于纳米粒子的等离子体共振。

除了光电、光催化是另一个主题包括四天的会议。Photocatalized分解污染物在不同二氧化钛表面是极大的兴趣。电子转移反应的基础在这些光诱导的过程,也是一个的主题的理论贡献。水净化、污染物降解和制氢是最针对性的应用程序。光催化的原理是利用光子的能量在可见近紫外线范围(1.5 5 eV)生成活性化学物种驾驶在光催化剂表面的化学反应。

光催化的典型方案涉及到收集的光半导体(最常见的光子),随后这些光子转换成电子激发态,然后诱导所需的半导体表面上的化学反应。这个方案的一个主要瓶颈是兴奋的电子空穴对的复合率高,这是相对较慢的半导体粒子nanodimensions。绝大多数载流子扩散的纳米粒子将有机会到附近的表面,从而导致有效的表面反应生成活性物种。因此,明显的纳米结构提供收费的机会生存为了诱导表面反应,在重组之前发生。

以及科研、工程系统,如太阳能抽水系统或太阳能烘干机强调太阳能的好处可以今天已经实现的应用程序。

会议强调不仅是科学,也是文化和烹饪。一天是专门去卢克索的西岸,包括难忘的参观帝王谷,法老哈特谢普苏特的神庙,Hapu拉姆斯第三的殿堂。保存完好的彩色浮雕,建于4000年前,它们仅仅是惊人的,证明他们是永恒基业常青。今天我们已经失去了希望建立永恒;相反,我们是燃烧大量的化石燃料,它是怀疑会有任何留给子孙后代。来自太阳的力量可以被用来提供可持续能源,和许多太阳能技术现在可以实现。

非常成功的太阳能系列、会议开始于1991年,提供了一个地方光化学的研究人员感兴趣的基础和应用方面能满足并相互鼓励。太阳能会议认识到成功的光化学应用伴随进步光诱导的过程的基本理解和激发态。

本系列会议的重点是重视当前全球能源安全形势。全球层面上的协调行动是迫切需要避免危机。发展中国家必须采取任何此类协调行动的积极作用。

目前,纳米技术是产生大量的关注和产生远大前程》不仅在学术界也在投资者、政府和行业。其独特的能力创造新结构在原子尺度已经造就了拥有巨大潜力的新材料和设备应用在广泛的领域。其中,重大突破尤其需要在能源领域,将使我们保持我们对能源的需求越来越大。纳米技术,首次工具来开发新产业基于成本效益和有成本效益的经济体,因此严重导致了可持续的经济增长。

这个特殊的问题涵盖了一些特定的纳米技术的贡献不同的可持续能源。正如上面提到的,这个问题的主要焦点是三大领域,即光吸收、催化和材料。文章光电化学太阳能电池的最重要的例子是纳米技术在能源领域的贡献。这个问题的目的是提出一些有意义的贡献从不同的研究小组从事不同的方法,来找到解决我们这个时代的巨大挑战之一,也就是说,绿色能源的生产和使用的一个最令人兴奋的和多学科领域,纳米技术。

专注于能源领域,纳米技术有可能显著降低能源生产的影响,存储和使用。即使我们仍然远离一个真正可持续的能源系统,科学界正在看能源纳米技术的进一步发展。事实上,10个顶级主题之一的欧盟第七框架计划(FP7)之下是能源。因此,这项研究将集中在加速发展的具有成本效益的技术更可持续的能源经济。

根据“路线图的报告关于纳米材料在能源领域的使用“从第六框架计划,能量转换领域的最有前途的应用领域将主要集中在太阳能光伏技术(主要是本地供应),氢转换和热电设备。

希望这个问题可以提供的概述纳米技术的贡献对广义上的太阳能和可持续的方法来储存能量一步一个更可持续的能源的使用。

m . s . a . Abdel-Mottaleb
弗兰克Nuesch
Mohamed m . s . a . Abdel-Mottaleb

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