Ученые создали экологически дружественные наночастицы для искусственного фотосинтеза

Исследователи из Университета Цюриха разработали новый тип наночастиц для искусственного фотосинтеза, добавив сульфид цинка на поверхность квантовых точек на основе индия. Последние производят чистое водородное топливо из воды и солнечного света, являясь экологически безопасным источником энергии.

Проект предлагает новые экологичные и мощные материалы для солнечного фотокатализа, сообщает sciencedaily.com.

Квантовые точки – структуры, размером несколько нанометров, ведущие себя как атомы или молекулы. Их размеры, форму и количество электронов можно менять для получения желаемых оптических или электрических характеристик. Квантовые точки используются в различных сферах, включая получение водородного топлива. Наиболее перспективные структуры, ранее использовавшиеся в этой области, содержали кадмий, использование которого запретили во многих системах из-за токсичности. Команда исследователей, состоящая из профессора Грета Пацке (Университет Цюриха) и ученых из Юго-западного нефтяного университета Чэнду и Китайской академии наук, разработала наноматериалы для фотокатализа без ядовитых компонентов.

Группа создала частицы, размером 3 нм, с ядром из фосфида индия и очень тонким покрытием из сульфида цинка и сульфидных лиганд.

«В сравнении с кадмиевыми квантовыми точками, новые композиты отличаются не только экологической дружественностью, но и эффективностью получения водорода из света и воды, — объяснила профессор Пацке. – Выяснилось, что сульфидные лиганды на поверхности частиц запускают ключевой этап вызванных светом химических реакций, обеспечивая эффективное отделение носителей заряда и их быстрое перемещение на поверхность точек».

Наноматериал способен стать более экологичной альтернативой для многих систем, считают авторы.

«Водорастворимые, биосовместимые индиевые квантовые точки в будущем могут быть протестированы на способность преобразования биомассы в водород. Или они превратятся в малотоксичные биодатчики или, например, нелинейные оптические материалы», — добавила профессор Пацке.

Она планирует продолжить заниматься созданием катализаторов для искусственного фотосинтеза в рамках университетской программы LightChEC, нацеленной на получение новый молекул, материалов и процессов для прямого хранения энергии солнечного света в химических связях.

Выводы проекта представлены в Nature Communications.