معرفی تیتانیا (تیتانیوم دی اکسید) یا TiO2
تیتانیا (TiO2 )ماده ای قدیمی است که به صورت معمول در رنگدانه های سفید از زمانهای دور استفاده میشده است. این ماده ی ارزان، پایدار (شیمیایی)، غیرسمی، بیضرر، دوستدار طبیعت و سازگار است و بنابراین به طور گسترده در رنگها، مواد آرایشی و بهداشتی سالیان زیادی استفاده شده است.از دو دهه ی گذشته بیشترین مطالعات در مورد اکسید فلزات واسطه مربوط به TiO2 بوده است، و علت آن ویژگیهای غیرعادی آن همچون خواص فیزیکی، شیمیایی، الکترونیکی، الکتروشیمیایی، فعالیت نوری آن است. دی اکسیدتیتانیوم همچنین توجه زیادی را در تحقیقات مهندسی شیمی در زمینه های تبدیل انرژی خورشیدی (توسط سلولهای خورشیدی رنگینه ای و سلولهای خورشیدی حالت جامد کوانتوم نقطه ای)، شکافت آب و فتوکاتالیست، باتریهای لیتیوم یون و ابرخازنها، حسگرهای شیمیایی و گاز، رفع آلودگیهای محیطی و خانگی، تصفیه ی آب، پوششهای ضد مه، پوششهای خودتمیز شونده، بوزدا و کاهنده ی فعالیت باکتریها به خود جلب کرده است. اخیرا کشف شده است که استفاده ی TiO2 در تولید انرژیهای تجدیدپذیر مفیدتر است. در سال 1972 شرکتهای فوجیشیما و هوندا دریافتند که میتوان توسط الکترودهای بلوری تیتانیوم دی اکسید از خاصیت فتوکاتالیستی شکافت آب برای تولید هیدروژن استفاده کرد که موجب پدید آمدن یک راه نویدبخش برای تولید گاز هیدروژن میشود. از آن زمان به بعد دانشمندان و مهندسین به فتوکاتالیست TiO2 علاقه مند شدند که به طور قابل ملاحظه ای پیشرفت کرد. گذشته از این معلوم شد که TiO2 قادر است انواع گوناگونی از آلاینده ها را در آب و هوا تجزیه کند. از سوی دیگر در سال 1991 اُرِگان و گراتزل یک نوع جدید از سلولهای خورشیدی بر پایهی فتوالکترود TiO2 حساس شده به رنگدانه را اختراع کردند که DSSC یا DSC نامیده شد. این پدیده به علت پایداری، هزینه کم و انعطافپذیری، توجه زیادی را به خود جلب کرد. در این گونه کاربردهای سل فتوالکتروشیمیایی،TiO2 با مساحت سطح زیاد و تخلخل زیاد برای ایجاد بازده زیاد به کار میرود. یک راه برای تحقق بخشیدن، استفاده از TiO2 با اندازه ذرات کوچک مثلا نانوذرات است. راه دیگر، ساختن TiO2 مزوپروس است.
مطالب مرتبط: