Науковці з Південної Кореї вперше в історії отримали екологічно чистий водень, використавши надмалий квантовий напівпровідниковий матеріал у якості фотоелектроду.
Про це розповідає ProIT
Дослідники з Інституту науки та технологій Тегу Кенбук, Університету Ханьян та Корейського університету застосували крихітний матеріал розміром всього 26 атомів для проведення ефективного і стабільного фотокаталізу у воді. Цей матеріал складається з селеніду кадмію (CdSe₁₃) і належить до напівпровідників групи II-VI, а його розміри менше одного нанометра.
Інноваційний підхід у створенні стійкої структури
Професор Дживунг Янг зазначив, що подібні матеріали мають високий потенціал для поверхневих хімічних реакцій, однак їх використання обмежувалося нестабільністю структури та низькою електропровідністю. Щоб подолати ці проблеми, науковці створили тривимірну самостійно організовану структуру, в якій квантові осередки формують стабільну взаємопов’язану мережу. Вони утворили поперечні зв’язки між центральними атомами структури (лігандами) на поверхні нанорозмірних частинок, зберігаючи унікальні властивості окремих кластерів та запобігаючи їхній деградації у воді.
Потенціал для комерційного використання
Нанорозмірний матеріал був легований іонами кобальту (Co²⁺), що суттєво підвищило електропровідність і ефективність виробництва водню за рахунок фотокаталізу із використанням сонячної енергії. Дживунг Янг підкреслив, що дослідження стало першим, яке продемонструвало можливості нанорозмірної напівпровідникової структури як фотокаталізатора.
На думку науковців, подолання обмежень нанорозмірних структур та використання їхніх унікальних властивостей відкриває нові перспективи для проектування матеріалів, які поєднують функціональність і стабільність. Однак для комерційного використання необхідно забезпечити довгострокову стабільність цих матеріалів у водному середовищі, підвищити довговічність та продуктивність каталізатора. Ця інновація прокладає шлях до ширшого застосування квантових наноматеріалів, включаючи розробку каталізаторів наступного покоління та рішень у галузі квантової енергетики.
Дослідження було опубліковане у журналі Nano Letters.