태양광이 다공성 실리콘을 통해 수소를 생성합니다.

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펜실베이니아 주립대 기계 공학자들이 물에서 수소를 생성하는 방법을 고안해냈습니다. 이 방법은 태양 에너지로 상향식 공정을 통해 다공성 실리콘을 제조함으로써 가능합니다. 연구팀은 이 방법을 바이오센서, 광학 전자기기, 배터리에도 적용할 수 있을 것으로 보고 있습니다.

다공성 실리콘을 만드는 과정은 조각처럼 불필요한 부분을 모두 제거하고 필요한 부분만 남기는 빼기 과정을 거칩니다.

한 왕에 따르면 실리콘은 반전도성이라는 특성 덕분에 매우 중요하다고 합니다. 다공성 실리콘을 만들려면 에칭을 해야 하는데, 이 과정에서 많은 양의 재료가 손실됩니다. 왕은 팀과 함께 화학적 기반 방법을 사용하여 제거하는 대신 축적된 물질을 활용합니다.

그들은 가장 저렴한 실리콘 공급원 중 하나인 사염화규소로 모든 작업을 시작합니다. 추출 후에는 칼륨 나트륨 합금을 사용하여 물질을 처리합니다. 왕은 또한 사염화규소의 염소와 실리콘 사이의 결합이 매우 강하기 때문에 똑같이 강한 환원제가 필요하다고 말했습니다. 따라서 칼륨 나트륨 합금이 이에 해당합니다.

염소는 칼륨, 실리콘, 염화나트륨, 염화칼륨 및 나트륨의 결합이 결국 끊어지면 나트륨에 결합됩니다. 이 결합은 견고하여 실리콘에 있는 소금 결정으로 구성된 물질을 만들어냅니다. 그런 다음 가열로 처리하고 염분을 제거하기 위해 물로 세척합니다. 그런 다음 재료에는 5 ~ 15 나노미터 크기의 기공이 남습니다.

전체 절차는 공기 중 산소가 없는 공간에서 수행되어야 합니다. 연구진은 아르곤으로 채워진 대기에서 이 절차를 수행했습니다. 이는 칼륨 나트륨 합금이 매우 반응성이 높기 때문입니다.

왕은 칼륨 나트륨 합금을 사용하는 산업 규모의 공정이 있기 때문에 이 새로운 종류의 실리콘을 만들기 위해 동일한 공정을 채택할 수 있다고 믿습니다.

실리콘 입자에 수많은 기공이 있기 때문에 표면적이 넓어 태양이 물과 다공성 실리콘에 비추면 촉매로 사용할 수 있습니다. 태양의 에너지가 전자를 여기시켜 물을 환원시키고 기체 형태의 수소를 생성하는 것입니다.

저자 소개

Chin Trento

Chin Trento는 일리노이 대학교에서 응용 화학 학사 학위를 받았습니다. 그의 교육적 배경은 다양한 주제에 접근할 수 있는 폭넓은 기반을 제공합니다. 그는 Stanford Advanced Materials(SAM)에서 4년 넘게 첨단 소재 관련 글을 쓰고 있습니다. 이 글을 쓰는 주된 목적은 독자들에게 무료이면서도 양질의 자료를 제공하는 것입니다. 그는 독자들이 발견하는 오타, 오류 또는 의견 차이에 대한 피드백을 환영합니다.

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