Квантовая фотоэлектрохимия
Квантовая фотоэлектрохимия — это исследование квантово-механической природы фотоэлектрохимии , раздела физической химии, изучающего взаимодействие света с электрохимическими системами, обычно с помощью квантово-химических расчетов . [ 1 ] Квантовая фотоэлектрохимия обеспечивает распространение квантовой электрохимии на процессы, включающие также взаимодействие со светом ( фотонами ). Поэтому он также включает существенные элементы фотохимии . Ключевыми аспектами квантовой фотоэлектрохимии являются расчеты оптических возбуждений, фотоиндуцированных процессов переноса электронов и энергии, эволюции возбужденного состояния, а также межфазного разделения зарядов и переноса зарядов в наноразмерных системах преобразования энергии. [ 2 ]
Квантовая фотоэлектрохимия, в частности, дает фундаментальное представление об основных светособирающих и фотоиндуцированных электрооптических процессах в нескольких новых технологиях преобразования солнечной энергии для производства как электричества ( фотоэлектрическая энергетика ), так и солнечного топлива. [ 3 ] Примеры таких приложений, где квантовая фотоэлектрохимия позволяет понять фундаментальные процессы, включают фотоэлектрохимические ячейки , [ 4 ] [ 5 ] фотохимия полупроводников, [ 6 ] а также световой электрокатализ в целом и искусственный фотосинтез в частности. [ 7 ]
Квантовая фотоэлектрохимия представляет собой активное направление текущих исследований: в последние годы появилось несколько публикаций, касающихся нескольких различных типов материалов и процессов, включая светособирающие комплексы , [ 8 ] светособирающие полимеры , [ 9 ] а также нанокристаллические полупроводниковые материалы. [ 10 ] [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Квантовая фотоэлектрохимия - теоретические исследования органических адсорбатов на поверхностях оксидов металлов, Петтер Перссон, Acta Univ. Upsaliensis., Резюме диссертаций Уппсальского факультета науки и технологий 544, 53 стр. Уппсала. ISBN 91-554-4736-8 .
- ^ Многомасштабное моделирование межфазного переноса электронов, Петтер Перссон, Глава 3 в: Преобразование солнечной энергии - динамика переноса электронов и возбуждения П. Пиотровяк (ред.), Серия RSC Energy and Environment (2013).
- ^ Понсека-младший, Карлито С.; Чабера, Павел; Улиг, Йенс; Перссон, Петтер; Сундстрем, Вилли (август 2017 г.). «Сверхбыстрая электронная динамика в преобразовании солнечной энергии». Химические обзоры 117: 10940–11024. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00807.
- ^ Светоиндуцированные окислительно-восстановительные реакции в нанокристаллических системах, Андерс Хагфельдт и Майкл Гретцель , Chem. Преподобный, 95, 1, 49-68 (1995)
- ^ Разработка интерфейса материалов для фотогальваники, обрабатываемой раствором, Майкл Грецель, Рене А. Дж. Янссен, Дэвид Б. Митци, Эдвард Х. Сарджент, Nature (информационный обзор) 488, 304–312 (2012) doi: 10.1038/nature11476
- ^ Фотохимия и фотофизика полупроводников, Том. 10, В. Рамамурти, Кирк С. Шанце, CRC Press, ISBN 9780203912294 (2003 г.)
- ^ Магнусон, Энн; Андерлунд, Магнус; Йоханссон, Олоф; Линдблад, Питер; Ломот, Райнер; Поливка, Томас; Отт, Саша; Стеншо, Карин; Рулевое управление, Стенбьерн; Сундстрем, Вилли; Хаммарстрем, Лейф (декабрь 2009 г.). «Биомиметические и микробные подходы к производству солнечного топлива». Отчеты о химических исследованиях 42 (12): 1899–1909. дои: 10.1021/ar900127h.
- ^ Процессы возбужденного состояния в материалах солнечной энергии, Томас Остерман, докторская диссертация Лундского университета, ISBN 978-91-7422-326-2 (2012 г.)
- ^ Вычислительный прогноз свойств сопряженных полимеров для фотоэлектрических применений, Сванте Хедстрем, докторская диссертация Лундского университета (2015)
- ^ Квантово-химическое моделирование сенсибилизированного красителем диоксида титана: полипиридил рутения и перилен, ISBN 91-554-6650-8 (2006 г.), Наночастицы TiO2 и их интерфейсы, Мария Дж. Лундквист, докторская диссертация из Уппсальского университета (2006 г.)
- ^ Квантово-химическая характеристика оксидных наночастиц и взаимодействий на их поверхности, Марта Галинска, докторская диссертация Лундского университета, ISBN 978-91-7422-367-5 (2014 г.)