当埃米利亚诺·科特萨姆斯寻找阳光时，他没有使用巨大的镜子或庞大的太阳能农场。恰恰相反，LMU的实验物理和能量转换教授深入研究纳米宇宙。
“太阳光的高能粒子，即光子，与原子结构相遇的地方就是我们研究的起点，”cort郁闷地说。“我们正在研究更有效地捕获和利用太阳能的材料解决方案。”
他的发现具有巨大的潜力，因为它们可以制造新型太阳能电池和光催化剂。该行业对后者寄予厚望，因为它们可以使光能用于化学反应，而无需发电。但是利用阳光还有一个主要的挑战，那就是太阳能电池必须面对的问题，cort
然而，可以这么说，cort郁闷正在从另一个方向解决这个问题。他和他在LMU纳米研究所的团队正在开发所谓的等离子体纳米结构，可以用来集中太阳能。
在《自然催化》(Nature Catalysis)杂志上，cort
“这种材料非常出色，事实上，它保持着利用阳光产生氢的世界纪录，”科特萨姆斯指出。这对于光催化剂和作为能量载体的氢的生产都是一个好消息，因为它们在成功的能量转换中起着重要的作用。
有限公司用微型磁铁集中太阳能
对于他们的超级晶体，cort
“在这个尺度上，等离子体金属(也包括银、铜、铝和镁)会出现一种特殊现象:可见光与金属的电子相互作用非常强烈，导致它们共振振荡。”这意味着电子集体快速地从纳米粒子的一边移动到另一边，形成一种微型磁铁。专家们称之为偶极矩。
“对于入射光来说，这是一个强烈的变化，因此它随后与金属纳米粒子的相互作用更加强烈，”cortsamus解释说。类似地，人们可以把这个过程想象成一个聚焦能量的超级透镜。我们的纳米材料在分子尺度上做到了这一点。”这使得纳米颗粒能够捕获更多的阳光并将其转化为高能电子。这些反过来又有助于推动化学反应。
纳米热点释放出催化能力
但是如何利用这种能量呢?为此，LMU的科学家与汉堡大学的研究人员合作。他们根据自组织原理将金粒子有序地排列在表面上。为了使光-物质相互作用最大化，粒子必须非常接近但不接触。在与Freie Universität Berlin的一个研究小组合作研究这种材料的光学特性时，LMU的研究人员发现，光吸收增加了许多倍。
Herrán说:“金纳米粒子阵列非常有效地聚焦入射光，产生高度局部化的强电场，即所谓的热点。”这些微粒在金粒子之间形成，这给了cort郁闷和Herrán一个想法，把铂纳米粒子，一种经典而强大的催化剂材料，正好放在中间空间。
这也是由汉堡的研究小组完成的。“铂金不是光催化的首选材料，因为它吸收阳光的能力很差。然而，我们可以迫使它在热点上增强这种吸收能力，并为光能的化学反应提供动力。在我们的案例中，该反应将甲酸转化为氢，”Herrán解释道。甲酸的产氢速率为每小时139毫摩尔，每克催化剂，这种光催化材料目前保持着阳光下产氢的世界纪录。
推动更环保的氢气生产
今天，氢气主要来自化石燃料，主要来自天然气。为了转向更可持续的生产方式，世界各地的研究团队正在研究使用替代原料的技术，包括甲酸、氨和水。重点还在于开发适合大规模生产的光催化反应器。
“像我们这样聪明的材料解决方案是技术成功的重要组成部分，”两位研究人员提到。“通过结合等离子体和催化金属，我们正在推进工业应用的强效光催化剂的开发。这是一种利用阳光的新方法，也为其他反应提供了潜力，比如将二氧化碳转化为可用物质，”cort
