2D Janus 재료는 풍부한 수소 연료를 수확할 수 있습니다.

14 년 2023 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 몇몇 연구에서는 물 분해 반응이 특정 그룹에 의해 촉진될 수 있다고 예측했습니다. 2D 재료 – 각각의 두께는 원자 몇 개에 불과합니다. 특히 유망한 그룹 중 하나는 2D Janus 재료로 명명되었으며, 양면이 각각 다른 분자 구성을 특징으로 합니다. 에 자세히 설명된 새로운 계산을 통해 EPJ B (“광촉매 물 분해를 위한 XNUMX차원 Janus AsXY(X= Se, Te; Y= Br, I) 단층”), 중국 Shandong Normal University의 Junfeng Ren과 동료들은 작업에 특히 적합할 수 있는 2개의 XNUMXD Janus 재료로 구성된 새로운 그룹을 제시합니다. 야누스 단층의 상단 및 측면 모습. (이미지: J. Wang 외.) 수소는 연소 시 풍부한 에너지를 방출하고 부산물은 물뿐이므로 현재 화석 연료에 대한 탁월한 대안으로 널리 인식되고 있습니다. 물 분자를 분리하는 데는 전자와 정공이 환원 및 산화 반응에 참여하는 '산화환원 반응'이 포함됩니다. 우수한 반도체이기 때문에 2D Janus 재료는 특히 이 반응을 촉매하는 데 매우 적합합니다. 반도체의 절연 '원자대'에 있는 전자가 광자를 흡수하면 물질의 '전도대'로 여기되어 양으로 하전된 정공이 남습니다. 결과적으로 이러한 물질은 전자의 공급원이자 수용자로서 산화환원 반응이 더 쉽게 일어날 수 있게 해줍니다. 이론적 연구에서 Ren의 팀은 이러한 물질 중 네 가지 그룹을 조사했습니다. 한 표면은 셀레늄 또는 텔루르로 구성되고 다른 표면은 브롬 또는 요오드로 구성되며 양쪽에는 중간 아스타틴 층이 끼워져 있습니다. 이들 반도체에서는 가전자대와 전도대의 에너지가 충분히 떨어져 있어 전자와 정공이 쉽게 재결합하는 것을 방지할 수 있습니다. 즉, 전자와 정공을 결합하여 수소와 산소를 생성할 수 있습니다. 네 가지 물질 모두 뛰어난 안정성과 빛 흡수를 보여줌으로써 연구원들은 이들이 물 분해 반응을 촉매하는 매우 유망한 후보가 될 수 있다고 믿습니다. 이러한 결과가 실험에서 재현될 수 있다면 Ren 팀은 이 네 가지 재료가 향후 수십 년 내에 탄소 배출을 제거하려는 전 세계적 노력의 핵심 요소가 될 수 있기를 바라고 있습니다.

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• 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63334.php