Recubrir una red de alambres diminutos llamados nanorredes con óxido de hierro, más comúnmente conocido como óxido, crea una plataforma económica y eficiente para el proceso de división del agua. una ciencia emergente de combustibles limpios que recolecta hidrógeno del agua, Los investigadores de Boston College informan en la edición en línea de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

El profesor asistente de química Dunwei Wang y su laboratorio de energía limpia fueron pioneros en el desarrollo de nanorredes en 2008 y desde entonces han demostrado que son una nueva plataforma viable para una serie de aplicaciones energéticas en virtud del área de superficie aumentada y la conductividad mejorada de la nanoescala. redes de disilicida de titanio, un semiconductor fácilmente disponible.

Wang y su equipo informan que recubrir las Nanorred con hematita, la abundante forma mineral del óxido de hierro, mostró que el mineral podría absorber la luz de manera eficiente y sin el gasto adicional de mejorar el material con un catalizador que desprende oxígeno.

Los resultados surgen directamente de la introducción de la plataforma Nanonet, Dijo Wang. Si bien está construido con alambres 1 / 400th del tamaño de un cabello humano, Las nanorredes son altamente conductoras y ofrecen una superficie significativa. Sirven funciones duales como soporte estructural y un recolector de carga eficiente, permitiendo la máxima conversión de fotón a carga, Dijo Wang.

"Investigaciones recientes han demostrado que el uso de un catalizador puede mejorar el rendimiento de la hematita, ", dijo Wang." Lo que hemos demostrado es el rendimiento potencial de la hematita en su nivel fundamental, sin catalizador. Al utilizar esta estructura única de Nanonet, hemos arrojado nueva luz sobre las capacidades de rendimiento fundamentales de la hematita en la división del agua ".

Por sí mismo, la hematita se enfrenta a límites naturales en su capacidad para transportar una carga. Se puede absorber un fotón, pero no tiene adónde ir. Al darle estructura y conductividad adicional, las capacidades de transporte de carga de la hematita aumentan, dijo Wang. División de agua, una reacción química que separa el agua en oxígeno e hidrógeno gaseoso, se puede iniciar pasando una corriente eléctrica a través del agua. Pero ese proceso es caro, por lo que se requieren ganancias en eficiencia y conductividad para hacer de la división del agua a gran escala una fuente económicamente viable de energía limpia, Dijo Wang.

"El resultado destaca la importancia del transporte de carga en los sistemas basados ​​en semiconductores.
agua dividida, particularmente para materiales cuyo rendimiento está limitado por una mala difusión de carga, ", informan los investigadores en la revista." Nuestro diseño presenta componentes de material para proporcionar una vía de transporte de carga dedicada, alivia la dependencia de las propiedades intrínsecas de los materiales, y, por lo tanto, tiene el potencial de ampliar en gran medida dónde y cómo se pueden usar varios materiales existentes en aplicaciones relacionadas con la energía ".