El uso de la luz solar para impulsar reacciones químicas, como la fotosíntesis artificial, pronto podría ser mucho más eficiente gracias a los nanomateriales.
Esta es la conclusión de un estudio publicado hoy dirigido por investigadores del Departamento de Física del Imperial College de Londres, que en última instancia podría ayudar a mejorar las tecnologías de energía solar y utilizarse para nuevas aplicaciones, como el uso de la luz solar para descomponer productos químicos nocivos.
La luz solar se usa para impulsar muchos procesos químicos que de otra forma no se producirían. Por ejemplo, el dióxido de carbono y el agua no reaccionan normalmente, pero en el proceso de fotosíntesis, las plantas toman estos dos químicos y, al usar la luz solar, producen oxígeno y azúcar.
La eficiencia de esta reacción es muy alta, lo que significa que gran parte de la energía de la luz solar se transfiere a la reacción química, pero hasta ahora los científicos no han podido imitar este proceso en dispositivos artificiales hechos por el hombre.
Una razón es que muchas moléculas que pueden experimentar reacciones químicas con la luz no absorben la luz de manera eficiente. Se basan en fotocatalizadores, materiales que absorben la luz de manera eficiente y luego transmiten la energía a las moléculas para impulsar las reacciones.
En el nuevo estudio, los investigadores investigaron un material de fotocatalizador artificial usando nanopartículas y descubrieron cómo hacerlo más eficiente.
Esto podría conducir a mejores paneles solares, ya que la energía del Sol podría aprovecharse de manera más eficiente. El fotocatalizador también podría usarse para destruir contaminantes líquidos o gaseosos, como pesticidas en el agua, al aprovechar la luz solar para impulsar reacciones que se descomponenlos químicos en formas menos dañinas
El autor principal, Dr. Emiliano Cortés, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "Este hallazgo abre nuevas oportunidades para aumentar la eficiencia del uso y almacenamiento de la luz solar en diversas tecnologías". Al usar estos materiales podemos revolucionar nuestras capacidades actuales para almacenar yusando la luz solar con implicaciones importantes en la conversión de energía, así como nuevos usos como la destrucción de moléculas contaminantes o gases y la limpieza del agua, entre otros ".
El material que el equipo investigó está hecho de nanopartículas metálicas, partículas de solo mil millonésimas de metro de diámetro. Sus resultados se publican hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
El equipo, que incluía investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Duisburg-Essen en Alemania, dirigido por el profesor Sebastian Schlücker y teóricos del Instituto Politécnico Rensselaer y la Universidad de Harvard en los Estados Unidos, mostró que las reacciones químicas inducidas por la luz ocurren en ciertas regionessobre la superficie de estos nanomateriales.
Identificaron qué áreas del nanomaterial serían las más adecuadas para transferir energía a reacciones químicas, rastreando las ubicaciones de nanopartículas de oro muy pequeñas utilizadas como marcadores en la superficie del material nanocatalítico de plata.
Ahora que saben qué regiones son responsables del proceso de recolección de luz y transferencia a reacciones químicas, el equipo espera poder diseñar el nanomaterial para aumentar estas áreas y hacerlo más eficiente.
El investigador principal, el profesor Stefan Maier, dijo: "Esta es una demostración poderosa de cómo las nanoestructuras metálicas, que hemos investigado en mi grupo en Imperial durante los últimos diez años, continúan sorprendiéndonos en sus habilidades para controlar la luz en la nanoescala".
"El nuevo hallazgo descubierto por el Dr. Cortés y sus colaboradores en Alemania y Estados Unidos abre nuevas posibilidades para este campo en las áreas de fotocatálisis y nanoquímica".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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