En el diario Comunicaciones de la naturaleza , un equipo interdisciplinario del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces presenta por primera vez una tecnología impulsada por láser que les permite crear nanopartículas como el cobre, óxidos de cobalto y níquel. A la velocidad de impresión habitual, los fotoelectrodos se producen de esta manera, por ejemplo, para una amplia gama de aplicaciones, como la generación de hidrógeno verde.

Los métodos anteriores producen tales nanomateriales solo con un alto aporte de energía en recipientes de reacción clásicos y en muchas horas. Con la tecnología impulsada por láser desarrollada en el instituto, los científicos pueden depositar pequeñas cantidades de material en una superficie y simultáneamente realizar síntesis química en muy poco tiempo utilizando altas temperaturas del láser. "Cuando descubrí los nanocristales bajo el microscopio electrónico, Sabía que estaba en algo grande "dice Junfang Zhang, primer autor del estudio e investigador doctoral. El descubrimiento se convirtió en un método nuevo y ecológico para sintetizar materiales que pueden, entre otras cosas, convertir eficientemente la energía solar en electricidad.

Sin desvíos con la luz del sol al hidrógeno:"Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno verde se produce a partir del agua utilizando electricidad generada por paneles solares y almacenada en baterías. Al emplear fotoelectrodos podemos utilizar la luz solar directamente, "dice el Dr. Aleksandr Savateev.

El principio desarrollado recientemente funciona con los llamados óxidos de metales de transición, principalmente cobre, óxidos de cobalto y níquel, todos los cuales son buenos catalizadores. La característica especial de estos óxidos es la variedad de sus formas cristalinas (nanocristales como nanobarras o nanoestrellas), que afectan su energía superficial. Cada estructura puede tener un efecto diferente en las reacciones catalíticas. Por lo tanto, Es importante que estas nanoestructuras se puedan dirigir, o incluso no, pero repetible. La tecnología desarrollada también podría utilizarse para encontrar nuevos catalizadores de forma rápida y eficiente. "Punto láser por punto láser, podemos crear diferentes catalizadores uno al lado del otro simplemente variando la composición y las condiciones, y luego también pruébelos en paralelo de inmediato, "dice el Dr. Felix Löffler y agrega:"Pero ahora tenemos que trabajar para hacer que los sistemas catalizadores sean más persistentes en todas las aplicaciones".

El método

Similar al principio de una máquina de escribir, el material se transfiere de un donante a un portador aceptor. En el primero está la 'tinta, "un polímero sólido, que se mezcla con sales metálicas, este último consiste en una fina película de nitruro de carbono sobre un electrodo conductor. La irradiación láser dirigida transfiere las sales al aceptor junto con el polímero fundido. Las breves temperaturas elevadas hacen que las sales reaccionen en milisegundos y se transformen en nanopartículas de óxidos metálicos con la morfología deseada.