慕尼黑大学(LMU)的研究人员最近公布了他们在更有效地利用太阳能方面的突破性飞跃；Emiliano教授Cortés是慕尼黑大学实验物理学和能量转换的领军人物，Matías Herrán博士是马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所的博士后研究员，他们深入研究纳米技术的复杂世界，开发高性能纳米结构，可以彻底改变太阳能利用；在发表的一份声明中，Cortés强调了他们在捕捉阳光方面面临的核心挑战：“阳光到达地球时被‘稀释’，因此单位面积的能量相对较低。”传统的太阳能电池板通过覆盖大面积的表面来解决这个问题；然而，Cortés和他的团队采取了不同的方法。在最近发表在《Nature Catalysis》杂志上的一篇文章中，他们介绍了一种二维超晶体，它不仅打破了记录，而且为能量稀释困境提供了一种潜在的解决方案。
1、等离子体纳米结构（Plasmonic nanostructures）：该团队的创新在于等离子体纳米结构，它可以作为微型磁铁集中太阳能。为了利用这种能量，他们与汉堡大学的研究人员合作。
1）“我们首先从等离子体金属中制造出100-200纳米的粒子——在我们的例子中是金，”Herrán解释说。“在这个尺度上，可见光与金的电子相互作用非常强烈，导致它们共振振荡。”
2）Cortés将这一过程比作超级透镜，称“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颗粒的相互作用更强。我们的纳米材料在分子尺度上做到了这一点。”这导致电子具有非常高的能量，由纳米颗粒捕获更多阳光的能力驱动。
3）为了进一步加强这一过程，研究人员采用了一种独特的金颗粒排列方式，创造了光吸收显著增加的“热点”。铂纳米颗粒是一种有效的催化剂材料，被策略性地放置在这些热点区域。
4）“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地区增强这种吸收能力，并为光能的化学反应提供动力，”Herrán解释道。“在我们的例子中，这个反应将甲酸转化为氢。”

2、可持续发展之路
1）该团队在一份声明中宣称：“这种材料保持着利用阳光生产绿色氢的世界纪录。”这种光催化材料的产氢速率为139mmol/h·g催化剂，是追求绿色氢生产的游戏规则改变者。
2）氢气生产目前严重依赖化石燃料，主要是天然气。Cortés和Herrán设想了一个更绿色的未来，通过结合等离子体和催化金属。他们说：“像我们这样巧妙的材料解决方案是这项技术成功的重要基石。”
3）他们的专利材料开发不仅保证了更有效的氢气生产，而且为其他反应的潜在应用打开了大门，例如将二氧化碳转化为可用物质。
研究摘要
4）阳光驱动的氢气发电是解决迫在眉睫的碳基能源崩溃的核心技术。由等离子体纳米粒子和催化纳米粒子组成的胶体光催化剂在太阳辐照下生产氢气是有希望的，但它们的性能受到吸收和多重散射事件的阻碍。在这里，我们通过将铂纳米粒子并入金纳米粒子的超晶体中，提出了一种二维双金属催化剂。该双金属超晶体在可见光和太阳辐照下，甲酸脱氢生成H2的速率为139mmol·g cat−1·h−1。这种结构使得研究两种金属材料之间的相互作用及其对催化的影响成为可能。我们观察到热点的电场强度与铂纳米粒子催化活性的增强之间存在相关性，同时确定了热量和金到铂的电荷转移在增强中的次要作用。我们的研究结果证明了具有优化结构的二维结构对液相光催化的好处。