Een Duits onderzoeksteam heeft bimetallische tweedimensionale superkristallen ontwikkeld met uitstekende katalytische eigenschappen. Deze kunnen worden gebruikt om waterstof te produceren door mierenzuur te ontleden, met recordresultaten.
Wetenschappers onder leiding van de Ludwig Maximilian Universiteit van München (LMU München) in Duitsland hebben een fotokatalytische technologie ontwikkeld voor de productie van waterstof, gebaseerd op plasma-bimetallische tweedimensionale superkristallen.
De onderzoekers hebben plasmonische structuren samengesteld door individuele gouden nanodeeltjes (AuNPs) en platina nanodeeltjes (PtNPs) te combineren.
Onderzoeker Emiliano Cortes zei: "De rangschikking van gouden nanodeeltjes is uiterst effectief in het focussen van invallend licht en het genereren van sterke lokale elektrische velden, zogenaamde hotspots, die zich tussen de gouden deeltjes vormen."
In de voorgestelde systeemconfiguratie interageert zichtbaar licht zeer sterk met de elektronen in het metaal, waardoor deze resonant gaan vibreren. Dit zorgt ervoor dat de elektronen zich collectief en snel van de ene kant van het nanodeeltje naar de andere bewegen. Hierdoor ontstaat een klein magneetje dat experts een dipoolmoment noemen.
Het is het product van de grootte van de lading en de afstand tussen de centra van de positieve en negatieve ladingen. Wanneer dit gebeurt, vangen de nanodeeltjes meer zonlicht op en zetten dit om in extreem energierijke elektronen. Deze helpen bij het beheersen van chemische reacties.
De academische gemeenschap heeft de effectiviteit van plasmonische bimetallische 2D-superkristallen getest bij de ontleding van mierenzuur.
"De testreactie werd gekozen omdat goud minder reactief is dan platina en omdat het een koolstofneutrale H2-drager is," zeiden ze.
"De experimenteel verbeterde prestaties van platina onder belichting suggereren dat de interactie van invallend licht met de gouden structuur resulteert in de vorming van platina onder spanning", aldus de onderzoekers. "Sterker nog, wanneer mierenzuur als H2-drager wordt gebruikt, blijken AuPt-superkristallen de beste plasmaprestaties te leveren."
Het kristal vertoonde een H2-productiesnelheid van 139 mmol per gram katalysator per uur. Het onderzoeksteam zei dat dit betekent dat het fotokatalytische materiaal nu het wereldrecord in handen heeft voor de productie van waterstof door de dehydrogenering van mierenzuur onder invloed van zichtbaar licht en zonnestraling.
De wetenschappers stellen een nieuwe oplossing voor in het artikel "Plasmonische bimetallische 2D-superkristallen voor waterstofproductie", dat onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Catalice. Het team bestaat uit onderzoekers van de Vrije Universiteit Berlijn, de Universiteit van Hamburg en de Universiteit van Potsdam.
"Door plasmonen en katalytische metalen te combineren, bevorderen we de ontwikkeling van krachtige fotokatalysatoren voor industriële toepassingen. Dit is een nieuwe manier om zonlicht te benutten en biedt ook mogelijkheden voor andere reacties, zoals het omzetten van koolstofdioxide in nuttige stoffen", aldus Cole Thes.
        This content is copyrighted and may not be reused. If you would like to collaborate with us and reuse some of our content, please contact us: editors@pv-magazine.com.
Door dit formulier in te dienen, gaat u ermee akkoord dat PV Magazine uw gegevens gebruikt om uw reacties te publiceren.
Uw persoonsgegevens worden alleen aan derden verstrekt of overgedragen voor spamfilterdoeleinden of indien noodzakelijk voor het onderhoud van de website. Andere overdracht aan derden vindt alleen plaats indien dit gerechtvaardigd is op grond van de toepasselijke wetgeving inzake gegevensbescherming of indien PV Magazine hiertoe wettelijk verplicht is.
U kunt deze toestemming te allen tijde met toekomstige ingang intrekken, in welk geval uw persoonsgegevens onmiddellijk worden verwijderd. Anders worden uw gegevens verwijderd zodra PV Magazine uw verzoek heeft verwerkt of het doel waarvoor de gegevens zijn opgeslagen, is bereikt.
De cookies op deze website staan ​​ingesteld op "cookies toestaan" om u een optimale browse-ervaring te bieden. U gaat hiermee akkoord door deze site te blijven gebruiken zonder uw cookie-instellingen te wijzigen of door hieronder op "Accepteren" te klikken.