Extraído para hacer las primeras agujas de la brújula, el mineral magnetita también está hecho por aves migratorias y otros animales para permitirles sentir el norte y el sur y así navegar en condiciones atmosféricas nubladas u oscuras o bajo el agua. Un equipo de científicos ha modificado la composiciónmagnetita para capturar la luz solar visible y convertir esta energía luminosa en corriente eléctrica. Esta corriente puede ser útil para impulsar la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno. El equipo generó este material reemplazando un tercio de los átomos de hierro con átomos de cromo.
El equipo es del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico PNNL e incluye investigadores de EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE y el Laboratorio Nacional de Argonne.
Por qué importa : La generación de materiales que pueden aprovechar el poder del sol para producir un combustible combustible como el hidrógeno, que no tendría huella de carbono, representa un camino extremadamente atractivo hacia nuevas fuentes de energía limpia. Sin alternativas al combustible fósil, estamos comprometidos a mantenerlo constantementeaumentando la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera y los océanos, con los efectos perjudiciales concomitantes sobre la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera y la acidificación de los océanos.
Métodos : Al aprovechar la precisión de la composición, la pureza y las bajas densidades de defectos que se encuentran en las películas de óxido preparadas por la epitaxia del haz molecular, el equipo demostró que existe una fase semiconductora inusual, que es ferrimagnética muy por encima de la temperatura ambiente y absorbe la luz en la porción visible del espectro electromagnético solar, puede estabilizarse en sustratos de óxido de magnesio MgO 001.
Esta fase resulta cuando precisamente un tercio del hierro Fe en magnetita Fe 3 O 4 se reemplaza con cromo Cr.La investigación reveló que los iones de cromo, Cr 3+ , sustituya el hierro exclusivamente en sitios octaédricos en la red de espinela, ocupando la mitad de estos sitios. Como resultado, el mecanismo de transporte de carga implica salto de electrones entre cationes de hierro en sitios octaédricos y tetraédricos en la red.
¿Qué sigue?
habiendo demostrado que la magnetita modificada químicamente Fe 2 CrO 4 cumple con los criterios básicos requeridos para un fotocatalizador de luz visible estable al aire, los investigadores planean llevar a cabo experimentos en los que transferirán Fe recién crecido 2 CrO 4 superficies a una celda fotoelectroquímica bajo una atmósfera de nitrógeno seco para evitar la contaminación de carbono en la superficie. Allí medirán la actividad fotocatalítica para las reacciones de evolución de oxígeno y evolución de hidrógeno, como ocurre cuando la energía de la luz se usa con éxito para descomponer el agua en agua utilizablecombustible.
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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