Al fine di consentire la produzione di idrogeno su larga scala utilizzando l'energia solare, i fotocatalizzatori del particolato sono oggetto di ricerca come soluzione semplice ed economica per scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno. È necessario sviluppare un fotocatalizzatore in grado di utilizzare in modo efficiente la luce visibile, che rappresenta gran parte dell'energia solare, nella reazione di decomposizione dell'acqua. Ossinitruro di tantalio di bario (BaTaO ₂ N) è un materiale semiconduttore di ossinitruro che assorbe la luce visibile fino a 650 nm e ha una struttura a bande in grado di decomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno. Fino a poco tempo fa, non è stato possibile caricare BaTaO ₂ N granuli con particelle fini co-catalizzatori, che sono siti attivi di reazione, con buona adesione ed elevata dispersione.

In questo studio condotto dalla Research Initiative for Supra-Materials of Shinshu University, le particelle fini del co-catalizzatore sono risultate altamente disperse sulla superficie delle particelle fini a cristallo singolo di BaTaO ₂ N sintetizzato con il metodo del flusso quando sono stati applicati in sequenza il metodo di impregnazione-riduzione e il metodo di fotodeposizione.

Di conseguenza, l'efficienza della reazione di idrogenazione utilizzando il BaTaO ₂ Il fotocatalizzatore N è stato migliorato di quasi 100 volte rispetto a quello convenzionale, ed è stata migliorata anche l'efficienza della reazione di decomposizione dell'acqua di tipo a eccitazione a due fasi (tipo schema Z) in combinazione con il fotocatalizzatore per la generazione di ossigeno. La spettroscopia di assorbimento transitorio rivela che le microparticelle del catalizzatore assistito da Pt supportate dal nuovo metodo hanno meno probabilità di indurre la ricombinazione di elettroni e lacune perché estraggono in modo efficiente gli elettroni dal BaTaO ₂ fotocatalizzatore N.

Supportando in anticipo una piccola quantità di co-catalizzatore di Pt con il metodo di riduzione dell'impregnazione, la reazione di riduzione sul fotocatalizzatore è promossa senza agglutinazione delle particelle fini di Pt. Di conseguenza, Le particelle fini del cocatalizzatore di Pt sono supportate uniformemente dalla fotodeposizione su BaTaO ₂ N particelle. Si ritiene che la risultante estrazione di elettricità da parte dei granuli fini del co-catalizzatore di Pt sia avvenuta in modo efficiente.

È stato inoltre confermato che l'uso di BaTaO ₂ N, che è sintetizzato utilizzando un flusso appropriato e ha una bassa densità di difetti, è anche importante per supportare un co-catalizzatore di Pt altamente disperso. Questo studio ha notevolmente migliorato l'attività del BaTaO ₂ N fotocatalizzatore e ne ha chiarito il meccanismo. I risultati di questa ricerca dovrebbero portare allo sviluppo di fotocatalizzatori sensibili alla lunghezza d'onda lunga che guidano la reazione di decomposizione dell'acqua con elevata efficienza.