Las nanopartículas de oro en forma de estrella, recubiertas con un semiconductor, pueden producir hidrógeno del agua cuatro veces más eficientemente que otros métodos, abriendo la puerta al almacenamiento mejorado de la energía solar y otros avances que podrían impulsar el uso de energía renovable y combatir el cambio climático, según los investigadores de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.
"En lugar de utilizar la luz ultravioleta, que es la práctica habitual, aprovechamos la energía de la luz visible e infrarroja para excitar los electrones en las nanopartículas de oro", dijo Laura Fabris, profesora asociada en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Escuela deIngeniería que dirigió el trabajo con Fuat Celik, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica: "Los electrones excitados en el metal pueden transferirse de manera más eficiente al semiconductor, lo que cataliza la reacción".
Los investigadores, cuyo estudio fue publicado en línea hoy en la revista Chem enfocado en la fotocatálisis, lo que generalmente significa aprovechar la luz solar para hacer reacciones más rápidas o más baratas.
El dióxido de titanio iluminado por luz ultravioleta a menudo se usa como catalizador, pero el uso de luz ultravioleta es ineficiente.
En el estudio, los investigadores de Rutgers aprovecharon la luz visible e infrarroja que permitió que las nanopartículas de oro la absorbieran más rápidamente y luego transfirieran algunos de los electrones generados como resultado de la absorción de luz a materiales cercanos como el dióxido de titanio.
Los ingenieros recubrieron las nanopartículas de oro con dióxido de titanio y expusieron el material a la luz ultravioleta, visible e infrarroja y estudiaron cómo los electrones saltan del oro al material. Los investigadores descubrieron que los electrones, que desencadenan reacciones, producen hidrógeno del agua en cuatroveces más eficientemente que los esfuerzos previos demostrados. El hidrógeno puede usarse para almacenar energía solar y luego quemarse para obtener energía cuando el sol no está brillando.
"Nuestros resultados sobresalientes fueron muy claros", dijo Fabris. "También pudimos usar síntesis de muy baja temperatura para recubrir estas partículas de oro con titanio cristalino. Creo que tanto desde la perspectiva de los materiales como desde la perspectiva de la catálisis, este trabajo fuemuy emocionante todo el tiempo. Y tuvimos mucha suerte de que nuestros estudiantes de doctorado, Supriya Atta y Ashley Pennington, también estuvieran tan entusiasmados como nosotros ".
"Esta fue nuestra primera incursión", agregó, "pero una vez que comprendamos el material y cómo funciona, podemos diseñar materiales para aplicaciones en diferentes campos, como semiconductores, industrias solares o químicas o convertir dióxido de carbono en algopodemos usar. En el futuro, podríamos ampliar enormemente las formas en que aprovechamos la luz solar ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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