2D-материалы Janus могут собирать большое количество водородного топлива

14 июля 2023 г.Новости Наноуэрк) Несколько исследований предсказали, что реакция расщепления воды может катализироваться определенными группами 2D материалы – каждая толщиной всего в несколько атомов. Одна особенно многообещающая группа называется двумерными материалами Janus, две стороны которых имеют разный молекулярный состав. С помощью новых расчетов, подробно описанных в ЭПЖ Б («Двумерные монослои Janus AsXY (X = Se, Te; Y = Br, I) для фотокаталитического расщепления воды»), Цзюньфэн Рен и его коллеги из Шаньдунского педагогического университета в Китае представляют новую группу из четырех материалов 2D Janus, которые могут особенно хорошо подойти для этой задачи. Вид сверху и сбоку монослоя Janus. (Изображение: J. Wang et al.) Поскольку водород выделяет большое количество энергии при сгорании, а побочным продуктом является только вода, в настоящее время он широко рассматривается как отличная альтернатива ископаемому топливу. Расщепление молекул воды включает «окислительно-восстановительную реакцию», когда электроны и дырки участвуют в реакциях восстановления и окисления. Поскольку они являются превосходными полупроводниками, материалы 2D Janus особенно хорошо подходят для катализа этой реакции. Когда электрон в изолирующей «валентной зоне» полупроводника поглощает фотон, он возбуждается в «зоне проводимости» материала, оставляя после себя положительно заряженную дырку. В свою очередь, эти материалы являются как источником, так и акцептором электронов, что позволяет легче протекать окислительно-восстановительным реакциям. В своем теоретическом исследовании команда Рена изучила группу из четырех таких материалов: одна поверхность состоит либо из селена, либо из теллура, а другая из брома или йода, причем обе стороны зажаты средним слоем астата. В этих полупроводниках энергии их валентной зоны и зоны проводимости были достаточно далеки друг от друга, чтобы предотвратить быструю рекомбинацию электронов и дырок: позволяя им объединять электроны и дырки для производства водорода и кислорода. Поскольку все четыре материала демонстрируют превосходную стабильность и светопоглощение, исследователи считают, что они могут быть невероятно многообещающими кандидатами для катализа реакции расщепления воды. Если эти результаты удастся воспроизвести в экспериментах, команда Рена надеется, что эти четыре материала могут стать ключевым элементом глобальных усилий по устранению выбросов углерода в ближайшие несколько десятилетий.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63334.php