Investigadores de la Universidad de Zúrich han desarrollado un tipo de nanopartículas para un uso novedoso en la fotosíntesis artificial mediante la adición de sulfuro de zinc en la superficie de puntos cuánticos de indio. Estos puntos cuánticos producen combustible de hidrógeno limpio a partir del agua y la luz solar, una fuente sostenible deenergía. Introducen nuevos materiales ecológicos y potentes para la fotocatálisis solar.
Los puntos cuánticos son verdaderos todoterreno. Estas estructuras de materiales, que tienen solo unos pocos nanómetros de tamaño, muestran un comportamiento similar al de las moléculas o átomos, y su forma, tamaño y número de electrones se pueden modular sistemáticamente. Esto significaque sus características eléctricas y ópticas se pueden personalizar para una serie de áreas objetivo, como nuevas tecnologías de visualización, aplicaciones biomédicas, así como fotovoltaica y fotocatálisis.
producción de combustible con luz solar y agua
Otra línea actual de investigación orientada a aplicaciones tiene como objetivo generar hidrógeno directamente a partir del agua y la luz solar. El hidrógeno, una fuente de energía limpia y eficiente, se puede convertir en formas de combustible que se utilizan ampliamente, incluidos el metanol y la gasolina. El más prometedorLos tipos de puntos cuánticos utilizados anteriormente en la investigación energética contienen cadmio, que ha sido prohibido en muchos productos debido a su toxicidad. El equipo de Greta Patzke, profesora del Departamento de Química de la Universidad de Zúrich, y científicos de la Universidad Southwest Petroleum en Chengduy la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un nuevo tipo de nanomateriales sin componentes tóxicos para la fotocatálisis.
Núcleo que contiene indio con una fina capa de sulfuro de zinc
Las partículas de tres nanómetros consisten en un núcleo de fosfuro de indio con una capa circundante muy delgada de sulfuro de zinc y ligandos de sulfuro ". En comparación con los puntos cuánticos que contienen cadmio, los nuevos compuestos no solo son ecológicos, sino también muy eficientes.cuando se trata de producir hidrógeno a partir de la luz y el agua ", explica Greta Patzke. Se descubrió que los ligandos de sulfuro en la superficie del punto cuántico facilitan los pasos cruciales involucrados en las reacciones químicas impulsadas por la luz, a saber, la separación eficiente de los portadores de carga y su rápida transferencia ala superficie de la nanopartícula.
Gran potencial para aplicaciones ecológicas
Los nanomateriales libres de cadmio recientemente desarrollados tienen el potencial de servir como una alternativa más ecológica para una variedad de campos comerciales. "Los puntos cuánticos basados en indio, solubles en agua y biocompatibles, también se pueden probar en el futuro en términos deconversión de biomasa en hidrógeno. O podrían convertirse en biosensores de baja toxicidad o materiales ópticos no lineales, por ejemplo ", agrega Greta Patzke. Continuará centrándose en el desarrollo de catalizadores para la fotosíntesis artificial dentro del Programa de Investigación Prioritaria de la Universidad"LightChEC. "Este programa de investigación interdisciplinario tiene como objetivo desarrollar nuevas moléculas, materiales y procesos para el almacenamiento directo de la energía de la luz solar en enlaces químicos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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