محفز ضوئي كفء خالٍ من المعادن لتفكيك الماء المستقر المرئي عبر مسار إلكتروني ثنائي

استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين والأكسجين الجزيئيين (H2 و O2) من تفكيك الماء العام هو وسيلة واعدة لتخزين الطاقة المتجددة. خلال الأربعين سنة الماضية، تم تطوير أنظمة متعددة غير عضوية وعضوية كمحفزات ضوئية لتفكيك الماء المدفوع بالضوء المرئي. ومع ذلك، لا تزال هذه المحفزات الضوئية تعاني من كفاءة كوانتية منخفضة و/أو استقرار ضعيف. نبلغ عن تصميم وتصنيع نانوي مركب من نقاط كربونية خالية من المعادن وكربيد الكربون (C3N4) ونظهر أدائه المثير للإعجاب لتفكيك الماء الشمسي الضوئي. قمنا بقياس كفاءات كوانتية بنسبة 16% لطول موجي λ = 420 ± 20 نانومتر، و6.29% لـ λ = 580 ± 15 نانومتر، و4.42% لـ λ = 600 ± 10 نانومتر، وحددنا كفاءة تحويل الطاقة الشمسية الإجمالية بنسبة 2.0%. يتكون المحفز من مواد منخفضة التكلفة، وفيرة على الأرض، وصديقة للبيئة ويظهر ثباتًا ممتازًا.