Преимущества и перспективы использования кремниевых наноструктур для фотокаталитической генерации водорода

G. Mussabek; D. Yermukhamed; S.Z. Baktygerei; R.B. Assilbayeva; M.N. Kalimoldayev; G.A. Amirkhanova; V. Sivakov

doi:10.26577/RCPh.2020.v74.i3.08

Авторлар

G. Mussabek Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті; Ақпараттық және есептеуіш технологиялар институты, Алматы, Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-1177-1244
D. Yermukhamed Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы, Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-6075-5160
S.Z. Baktygerei Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті, Алматы, Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-1426-6374
R.B. Assilbayeva Yessenov University, Ақтау, Қазақстан http://orcid.org/0000-0002-4354-8469
M.N. Kalimoldayev Ақпараттық және есептеуіш технологиялар институты, Алматы, Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-0025-8880
G.A. Amirkhanova Ақпараттық және есептеуіш технологиялар институты, Алматы, Қазақстан http://orcid.org/0000-0003-3933-5476
V. Sivakov Лейбниц атындағы Фотондық технологиялар институты, Йена, Германия http://orcid.org/0000-0002-3272-501X

DOI:

10.26577/RCPh.2020.v74.i3.08

Кілт сөздер:

кремний наноқұрылымдары, фотокатализ, судың ыдырауы., silicon nanostructures, photocatalysis, water splitting

Аңдатпа

Сутегі энергетикасы жалпы заманауи энергетиканы дамытудың әрі экологиялық таза, әрі болашағы зор бағыттарының бірі, ал катализатор мен күн энергиясын қолдана отырып судан қажетті отыны - сутегін өндірудің қарапайым және қол жетімді әдістерінің бірі болып табылады. Суды молекулалық сутегі мен оттегіне ажырату реакциясындағы фотокатализатор ретінде қолдануға жарамды жартылайөткізгіштерді іздеу өзекті тақырыптардың біріне айналған. Келтірілген әдеби шолуда фотокатализдік реакцияларының үдеткіші ретінде қолданылатын кремний наноматериалдарын алу және синтездеудің әртүрлі әдістері және олардың физика-химиялық қасиеттері сипаталған. Мақалада кремний наноталшықтары, кремний нанобөлшектері, кремний нанонүктелері және кеуекті құрылымдар сияқты әртүрлі геометрияда кездесетін кремний наноматериалдарын фотокаталитикалық қолданыстарда пайдаланудың тиімділігі талқыланған. Жарияланған тәжірибелік және теориялық жұмыстардың деректерін пайдаланып кремний наноқұрылымдарын жартылайөткізгіш катализатор ретінде қолданғандағы жарық ынталандырған судың молекулаларының фотокаталитикалық ыдырау реакцияларының механизмдері қарыстырылған. Сонымен қатар, кремний наноқұрылымдарының негізінде алынатын гетероауысымды гибридті наноматериалдарын фотокатализдік процестердегі сутегінің шығу тиімділігін арттыру мақсатында қолданылуы да айтылып, артықшылықтары мен кемшіліктері көрсетілген. Қорытынды ретінде кремний наноқұрылымдарын алу және олардың фотокаталитикалық қасиеттерін зерттеу мәселесінің жай-күйіне баға берілген.