CEMHTIのCNRSの研究ディレクターであるConchi O Ania教授は、エネルギーおよび環境アプリケーションにおける金属のない多孔質188bet アプリの可能性について議論します。
金属ベースの触媒は、エネルギー生成、変換、保管など、世界で最も重要な産業プロセスを支配しています。ただし、金属ベースの触媒は、貴金属の高コスト（非常に多くの場合、最も活性な金属ベースの触媒）に関連する複数の欠点に直面し、反応操作中の中毒による低耐久性、貴金属の埋蔵量の制限された不均一な地理的分布、
金属触媒の代替品としての金属を含まない188bet アプリベースの材料の可能性の概念の証明は、2009年に酸素の電気化学的減少のために最初に実証されました（Science 2009、323、760）。それ以来、多くの異なる形態の188bet アプリ（グラフェン、カーボンナノチューブ、窒化188bet アプリ、多孔質188bet アプリ）またはそれらの組み合わせは、最先端の非専門的よりも高い触媒活性（特定の188bet アプリのパフォーマンスと耐久性が向上します）を実証しています。
多孔質188bet アプリ
さまざまな188bet アプリ材料の中で、活性化188bet アプリとしても知られる多孔質188bet アプリは、触媒の分野で過去数十年で注目を集めています。多孔質188bet アプリは、人間に知られている最も古い材料の一部であり、用途の長い歴史がBC時間にさかのぼります（金属年齢、洞窟絵画のインク、中国のインク、浄水など）。
グラフェン（およびその誘導体）の発見と、触媒を含む多数の用途での欠陥のないグラフェンシートのパフォーマンスの低下は、特定の触媒ドメインの新しい視点から多孔質188bet アプリの関心を動機付けました。実際、無秩序な多孔質188bet アプリの細孔に存在する非常に欠陥のあるグラフェン層の反応性は、新しい用途に対する鍵であることが明らかになっています。
これらすべての機能の組み合わせは、多孔質188bet アプリに固有のものであり、新しいアプリケーションフィールドにおける多孔質188bet アプリの機能の強力な利点です。課題は、エネルギーの貯蔵/変換、環境修復、触媒などに関連する最先端のアプリケーションでの行動を合理化することにあります。
太陽再生可能エネルギー
化石燃料から得られたエネルギーのバランスを緊急に是正する必要がある世界では、日光の化学エネルギーへの効率的な変換は、気候変動、環境汚染、および天然資源の課題との闘いに向けた鍵です。太陽エネルギーが世界の主要かつ実用的なエネルギー源であるため、近い将来にエネルギー的なシナリオで一歩前進する必要があります。
人工光合成
太陽電気とは反対に、太陽光発電にはギガトンの縮小性と多機能性があり、主要なエネルギーセクター（産業、輸送、石油化学）の石炭と石油を代用し、日光による将来の勢力への移行を達成します。太陽エネルギーを容易に貯蔵できる化学物質（太陽燃料）、人工光合成 - 太陽電池の分割を生成するための太陽電池分割、および二酸化188bet アプリの太陽駆動型光改装は重要なソリューションのように思われるさまざまなオプションの中には、さまざまなオプションがあります。
最近の研究では、特定の188bet アプリが太陽燃料の生産のために金属触媒を置き換え、技術的課題を克服し、持続可能性を克服し、競争力のあるレベルにコストを削減することができる手頃な価格の代替品を提供する可能性を指摘しています。188bet アプリ触媒は、二酸化188bet アプリの現場還元と水の酸化を促進することができます。エネルギーキャリア（すなわち、C1 - メタン、ホルムアルデヒド、およびメタノール - C2-C4燃料からC2-C4燃料から）（穴/電子ドナー）
188bet アプリ触媒の複雑さにより、太陽燃料の生産のためのそのような能力の搾取は簡単ではなく、適切な方向に多くの作業を行う必要があります。188bet アプリ触媒と界面の最適化は、酸化と還元反応のために別々の部位を作成することで実行できますが、選択性は、ナノポアの閉じ込めと疎水性の性質を調整することで制御できます。
188bet アプリ特性を適切に選択すると、日光下の特定の半導体の低い光線収量を克服するだけでなく、全体的な効率を高める高い光収穫能力を備えた材料を提供する場合があります。光触媒として、多孔質188bet アプリは、チューニング可能な光活性に高い吸着能力を結合するという利点も提供します。
ナノポーラス188bet アプリに基づく光化学：ERC consolidatorプロジェクト
ナノポーラス188bet アプリは、光子を効率的に吸収できるものであり、閉じ込められたナノポア空間の光化学反応に変換できます。これがの中核ですPhorosol Project、ERCに裏打ちされたイニシアチブ[助成金契約番号648161]は、ガス感覚、エネルギー変換、環境保護のための適用光化学の学際的分野での光応答性ナノポーラス188bet アプリの潜在的な使用を調査します。このプロジェクトの野望は、ナノポーラス188bet アプリの二重の性質から利益を得ることです。ユニークな電子的特徴とナノポーザー性を備えた強力な光吸収材料として、高速で敏感で選択的な応答が必要な光変換の技術を高めることです。
2010年、私たちのグループは、溶液中のフェノールの分解に対する半導体を含まないナノポーラス188bet アプリの光化学活性を実証しました（Appl。Surf。Sci。、256、2010、5254）。それ以来、この動作と188bet アプリの光化学的活動を支配するメカニズムを理解することを目指して、さまざまなテクスチャー特性と組成を持つさまざまな188bet アプリ材料を調査しました。
いくつかの研究方向が調査されています：
金属を含まない、半導体を含まない光触媒としての多孔質188bet アプリ
多孔質188bet アプリの光化学活性を実証する先駆的な研究に続いて、私たちの研究は、188bet アプリの光誘発反応と188bet アプリ原子の光励起状態の運命を支配するメカニズムを理解することに焦点を合わせてきました。データは、酸素と水の存在下で、および完全なUV-Visスペクトルの照射時に188bet アプリの光化学活性とラジカル種の形成との相関関係を実証しています。
異なる188bet アプリ材料の光化学活動を理解することで、エネルギー変換、環境修復、センシングアプリケーションのための金属のない光活性材料の分野で新しい視点が開かれました。たとえば、光触媒に基づいた高度な酸化プロセスを伴う多孔質188bet アプリの吸着を結合するハイブリッド技術ソリューションの適用は、廃水修復の分野での興味深いソリューションです（J. Colloids Interf。490、2017、879）。
太陽エネルギー変換のための多孔質188bet アプリ触媒
の光化学的活動に関する結果に続いてナノ多孔質炭素は入金 不要 ボーナス汚染物質の酸化と水中での根治的な種を生成する能力に向けて、変換COに光子検査の多孔質188bet アプリの適用を調査することにしました2 およびh2o持続可能な燃料へのo水を改善するための光アノードとして、さまざまな組成の188bet アプリに対して顕著な光電流が記録されており、ベンチマークの金属触媒について報告されている188bet アプリよりも低い過ポテンシャルで記録されています。
両方の側面のバランスは、長期操作時にアノードの光腐食を防ぎ、光活性サイトの非アクティブ化を引き起こし、転送制限を充電するために不可欠です。二酸化188bet アプリの光還元では、乾燥状態で一酸化188bet アプリへの変換に向けた188bet アプリの機能と多孔性を組み合わせたいくつかの有望な結果を得ました。
光触媒塗料の半導体への添加物としての多孔質188bet アプリ
半導体への添加剤としての188bet アプリ材料の使用は、過去10年間で広く調査された領域であり、日光下でのほとんどの半導体光触媒の低いフォトニック効率を克服することを目指しています。とりわけ、さまざまな形態の188bet アプリが効率的な電荷分離を誘導し、表面再結合を減らすための効率的な添加剤であることが証明されており、ほとんどの研究は溶液中の用途に向けられています。
添加剤としての光活性188bet アプリは、半導体の可視光収穫能力を高め、188bet アプリ/半導体界面とナノポア内で電荷移動を支持します。その結果、光触媒塗料は、吸着された汚染物質とその分解中間体を乾燥状態で分解することができ、長期照明中の良好な循環性能と安定性を示します。
これらのハイブリッド半導体/188bet アプリ材料は、188bet アプリ添加剤がヒンダー化されたキャリア輸送を特徴とするナノ構造半導体の光電気化学パフォーマンスを改善するための興味深い戦略である光電気化学的水酸化にも使用されています（C-Journal 4、2018、45）。半導体への低機能化の多孔質188bet アプリの増加を組み込むことで、反応の量子収量が改善されました。
多孔質188bet アプリの写真補助合成
細孔構造と化学組成の正確な制御を伴う多孔質188bet アプリの設計は、さまざまな用途分野での選択的で効率的な188bet アプリの必要性によって駆動される広く調査されたトピックです。これを考慮して、我々は、制御された特徴を備えた多孔質188bet アプリの合成におけるポリマー前駆体の架橋（Carbon 116、2017、264）を促進するために光活性化の使用を調査しています。
極端な条件でのナノポア閉じ込めの意味
多孔質188bet アプリにおける特定のプローブの緊密なナノポア閉じ込め - 酸化剤 - 熱エネルギーの放出に関して、結果として得られる材料の性能に重要であることが明らかになっています（特許PAT-10381-BE01、ベルギー、カーボン、2020、129 ）。
多孔質188bet アプリのフォトルミネセンス
188bet アプリ材料の発光特性に対処することは、188bet アプリマトリックス自体の光吸収が強いため、困難な作業です。その結果、フォトルミネセンスの現象は、高い電子移動度と高度な透明性、すなわちグラフェン誘導体、188bet アプリナノチューブ、および188bet アプリ量子ドットを備えた188bet アプリファミリーの特定のメンバーに対してのみ実証されています。
最近、一部の多孔質188bet アプリで光発光機能を測定することができました。これは、感度と選択性が向上したセンサーの開発に大きな影響を与える可能性があります。現在、放出/吸収波長を制御するために取り組んでいます。
参照
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van Riet R、Amayuelas E、Lodewyckx P、Lefebfre MH、Ania Co、「エネルギー材料としてのナノポーラス188bet アプリの斬新な機会」、カーボン164（2020）129
注意してください、この記事は私たちの第5版にも掲載されます四半期公開.
