Seminarium Fizyki Ciała Stałego

Istnieje ogromne zainteresowanie opracowaniem nowych koncepcji do efektywnego magazynowania energii oraz do konwersji energii słonecznej w elektryczną i chemiczną (przykładowo w barwnikowych ogniwach słonecznych, w procesie rozkładu wody do wodoru i tlenu czy w konwersji dwutlenku węgla do prostych paliw i związków organicznych). W przypadku akumulacji ładunku głównym wyzwaniem jest zapewnienie zarówno wysokiej gęstości energii jak i mocy, podczas gdy obecnie oferowane systemy charakteryzują się jedynie wysoką energią (baterie) lub wysoką mocą (superkondensatory). Jedną z obiecujących koncepcji jest modyfikację składu elektrolitu lub powierzchni nanostrukturalnego materiału węglowego poprzez wprowadzenie elektrochemicznie aktywnych indywiduów, których obecność efektywnie zwiększyć może ilość gromadzonego ładunku. Możliwe jest też przygotowanie mikroelektrochemicznych zintegrowanych (wielowartswowych) układów fotowoltaicznych (np. z wykorzystaniem barwnikowych ogniw słonecznych)zdolnych do indukowanego światłem widzialnym gromadzenia ładunku. Fotoelektrochemiczne układy uzyskane na bazie odpowiednio stabilizowanych i powierzchniowo modyfikowanych tlenkowych materiałów półprzewodnikowych (np. WO3 i Cu2O) mogą być także zastosowane do rozkładu wody (fotoelektrochemicznego wydzielania tlenu) i do redukcji dwutlenku węgla (np. do prostych alkoholi). Selektywność zaproponowanych układów może być osiągnięta poprzez zastosowanie odpowiednich nanostrukturalnych materiałów katalitycznych do "dekorowania" powierzchni elektrod i fotoelektrod.