Nanopartículas de oro en forma de estrella, recubierto con un semiconductor, Puede producir hidrógeno a partir del agua cuatro veces más eficientemente que otros métodos, lo que abre la puerta a un mejor almacenamiento de energía solar y otros avances que podrían impulsar el uso de energía renovable y combatir el cambio climático. según investigadores de la Universidad de Rutgers-New Brunswick.

"En lugar de utilizar luz ultravioleta, que es la práctica estándar, aprovechamos la energía de la luz visible e infrarroja para excitar electrones en nanopartículas de oro, "dijo Laura Fabris, profesor asociado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería que lideró el trabajo con Fuat Celik, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica. "Los electrones excitados en el metal se pueden transferir de manera más eficiente al semiconductor, que cataliza la reacción ".

Los investigadores, cuyo estudio se publicó hoy en línea en la revista Chem , centrado en la fotocatálisis, lo que normalmente significa aprovechar la luz solar para producir reacciones más rápidas o más baratas.

El dióxido de titanio iluminado por luz ultravioleta se utiliza a menudo como catalizador, pero el uso de luz ultravioleta es ineficaz.

En el estudio, Los investigadores de Rutgers aprovecharon la luz visible e infrarroja que permitió que las nanopartículas de oro la absorbieran más rápidamente y luego transfirieran algunos de los electrones generados como resultado de la absorción de luz a materiales cercanos como el dióxido de titanio.

Los ingenieros recubrieron nanopartículas de oro con dióxido de titanio y expusieron el material a los rayos UV, visible, y luz infrarroja y estudió cómo los electrones saltan del oro al material. Los investigadores encontraron que los electrones, que desencadenan reacciones, produjo hidrógeno a partir del agua cuatro veces más eficientemente de lo que demostraron los esfuerzos anteriores. El hidrógeno puede usarse para almacenar energía solar y luego quemarse para obtener energía cuando el sol no brilla.

"Nuestros resultados sobresalientes fueron muy claros, ", Dijo Fabris." También pudimos usar síntesis a muy baja temperatura para recubrir estas partículas de oro con titanio cristalino. Creo que tanto desde la perspectiva de los materiales como desde la perspectiva de la catálisis, este trabajo fue muy emocionante todo el tiempo. Y tuvimos mucha suerte de que nuestros estudiantes de doctorado, Supriya Atta y Ashley Pennington, también estábamos tan emocionados como nosotros ".

"Esta fue nuestra primera incursión, " ella añadió, "pero una vez que entendemos el material y cómo funciona, podemos diseñar materiales para aplicaciones en diferentes campos, como semiconductores, las industrias solar o química o convertir el dióxido de carbono en algo que podamos usar. En el futuro, podríamos ampliar enormemente las formas en que aprovechamos la luz solar ".