為了實現(xiàn)人工光合作用，將陽光、水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料，就像植物一樣，研究人員不僅需要識別材料以有效地進行光電化學水分解，而且要理解為什么某種物質(zhì)可能有作用或可能沒有�，F(xiàn)在，勞倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的科學家們開創(chuàng)了一種技術(shù)，它使用納米級成像技術(shù)來了解局部納米尺度特性如何影響材料的宏觀性能。 P:g!~&Q  
O$z"`'&j#  
他們的研究題目：“在陽極水分裂過程中電荷載流子傳輸?shù)募{米尺度成像研究”，剛剛發(fā)表在《自然通信Nature Communications》雜志上。主要研究人員是伯克利實驗室化學科學部的Johanna Eichhorn和Francesca Toma。 ;ZB=@@l(  
W.4R+kF<  
“這項技術(shù)將材料的形態(tài)與其功能聯(lián)系起來，并給出了電荷傳輸機制的洞察力，或者電荷是如何在納米尺度內(nèi)移動的，”Toma說，他同時也是人工光合作用聯(lián)合中心的研究員，后者是一個能源技術(shù)的創(chuàng)新中心。 uNy-r`vg  
\@PMj"p|:  
!=30
s;-  
人工光合作用試圖以僅以陽光、水和二氧化碳為輸入的能量密集型燃料。這種方法的優(yōu)點是，它不與食品庫存競爭，不會產(chǎn)生或不產(chǎn)生溫室氣體排放。光電化學水分解系統(tǒng)需要專門的半導體，利用陽光將水分子分解為氫和氧。 C2LG@iCIE  
)Fd)YJVR  
釩酸鉍已被證實是一種有前途的光陽極材料，它為氧化光電化學電池中的水提供電荷�！斑@種材料是一個例子，其中效率應該在理論上是好的，但在實驗測試中，你實際上會觀察到非常差的效率，”Eichhorn說�！捌渲械脑�因尚不完全清楚�！� MZVbOcSAd  
x=0Ak'1M  
研究人員使用光導原子力顯微鏡在樣品的每個點上繪制電流，能夠?qū)崿F(xiàn)很高的空間分辨率。這種技術(shù)已經(jīng)被用于分析太陽能電池材料的局部電荷傳輸和光電特性，但是還未經(jīng)被用來理解光電化學材料中納米尺度上的電荷載流子傳輸限制情況。 _&(Wz0  
/E/6(c  
Eichhorn 和Toma在伯克利實驗室的分子鑄造廠工作，通過鑄造廠的用戶程序進行這些測量。他們發(fā)現(xiàn)，與材料的納米形貌有關(guān)的性能有差異。 E_&;.hw  
HziQ%QR  
Eichhorn說：“我們發(fā)現(xiàn)，在整個樣本中，電荷的使用方式并不均勻，而是存在異質(zhì)性。這些性能差異可以解釋其宏觀性能，當我們進行水分離時，即樣品的總輸出量�！� y<