Nadie quiere una computadora portátil que deje de funcionar cuando pasa una nube. El almacenamiento de la luz solar como combustible que luego puede usarse para impulsar las celdas de combustible requiere nuevos materiales. Los científicos demostraron dicho material. Combinaron dos óxidos en la escala atómica. La interfazentre los materiales de óxido, uno que contiene estroncio y titanio y otro que contiene lantano y cromo, absorbe la luz visible, produciendo electrones y agujeros que podrían ser útiles para catalizar reacciones, como la producción de combustible de hidrógeno. Sin embargo, si no hay nada que atraiga esos electrones yseparados entre sí, se aniquilarán rápidamente sin hacer nada útil. Sintetizando cuidadosamente este material como una serie de capas alternas, el equipo internacional creó un campo eléctrico incorporado que podría ayudar a separar los electrones excitados y los agujeros y mejorar el rendimiento del materialcomo catalizador
Este material abre nuevas fronteras científicas para resolver un desafío energético persistente: almacenar energía solar para su uso posterior. Las celdas de combustible capaces de funcionar con combustible de hidrógeno creado por la energía solar podrían permitir a las personas calentar sus hogares y operar sus computadoras con energía solar inclusoen la oscuridad de la noche
depositando capas delgadas de SrTiO 3 y LaCrO 3 en un sustrato cristalino, los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, el Laboratorio Nacional Argonne, SuperSTEM y la Universidad de Oxford controlaron cómo los iones en las interfaces se unen entre sí. Esto les permitió diseñar un campo eléctrico en el materialeso se puede usar para separar electrones y agujeros. Usando técnicas de espectroscopía de rayos X, confirmaron que el campo eléctrico estaba presente y que los iones en las posiciones de desplazamiento de material como resultado. Las mediciones de resolución ultra alta usando un microscopio electrónico ayudaron a confirmar estocambio iónico
Todos estos resultados experimentales fueron respaldados por modelos computacionales de los materiales, que predijeron el comportamiento en excelente acuerdo con lo observado.
El campo eléctrico en estos materiales está presente porque los investigadores pudieron controlar con precisión el proceso de crecimiento para que cada interfaz tenga una carga positiva o negativa. Alternar interfaces cargadas positiva y negativamente en el material produce campos eléctricos a nanoescala que pueden interactuar conlos electrones y agujeros que son excitados por la energía solar. Los electrones pueden ser conducidos a la superficie, donde podrían interactuar con las moléculas de agua para romper sus enlaces y producir combustible de hidrógeno.
Los investigadores continúan explorando las propiedades de estas superredes utilizando mediciones de rayos X de vanguardia en sincrotrones en todo el mundo y utilizando otras técnicas avanzadas de microscopía para observar la composición química de las interfaces.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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