Nanocristais semicondutores ajudam a produzir hidrogênio combustível

Fotossíntese
Fotossíntese é o processo de conversão da radiação solar em energia verde para produzir açúcar, que a respiração celular converte em ATP pelas plantas, bactérias e alguns protistans verdes usando pigmento clorofila verde usando água e liberando oxigênio.
Fotossíntese artificial
Sistemas de fotossíntese artificial que exploram moléculas absorvedoras de luz ou cromóforos, normalmente feitos de corantes orgânicos, para quebrar fotoquimicamente a água em hidrogênio e oxigênio por meias-reações com processo de redução e oxidação. Mas os corantes que absorvem a luz são danificados devido aos raios solares e o processo é ineficiente e instável.
Pesquisadores da Universidade de Rochester, nos EUA, geraram hidrogênio usando nanocristais, luz solar e um catalisador de níquel barato que pode continuamente produzir combustível sem desacelerando.
Nanocristais
Nanocristais têm menos defeitos devido ao seu tamanho limitado. os nanocristais têm muito pouco volume interno e são praticamente todos superficiais e as impurezas internas podem facilmente migrar a curta distância para a superfície e ser ejetadas por dopagem. O doping é a adição de impurezas contendo elétrons para permitir a condutância elétrica de forma controlada. As propriedades físicas desses cristais são determinadas pela interface entre o núcleo e a casca.
Na nanoescala, o doping pode levar a uma variedade de tecnologias, incluindo células solares, diodos emissores de luz, lasers ou telas, dispositivos eletroluminescentes e dispositivos eletrônicos.
O sistema O sistema de geração de hidrogênio fotoquímico artificial contém pontos quânticos de seleneto de cádmio, catalisadores de sal de níquel e ácido ascórbico. O sistema ao trabalhar com água tem uma eficiência quântica de 36% para cada 100 fótons absorvidos e produz 36 moléculas de hidrogênio. Para uma solução de uma mistura de água e etanol, a eficiência aumenta para 66%. O ácido ascórbico atua como um doador de elétrons, se esgota e precisa ser reabastecido regularmente durante cada ciclo de produção de hidrogênio.
Trabalhando Os pesquisadores explicam que os pontos quânticos CdSe absorvem dois fótons de luz e transferem dois elétrons para o catalisador de Ni, permitindo que ele pegue dois prótons para produzir hidrogênio, formando o catalisador necessário localmente a partir dos ligantes dos pontos quânticos. Os pares catalisador-nanocristal são melhores do que outros sistemas de nanopartículas de fotossíntese artificial porque são mais estáveis ​​à luz solar.
Aplicações
A descoberta pode ser muito importante para aplicações de energia verde e também para certos processos industriais, como os de produção de amônia no processo Haber.