Nel diario Comunicazioni sulla natura , un team interdisciplinare del Max Planck Institute of Colloids and Interfaces presenta per la prima volta una tecnologia laser che consente loro di creare nanoparticelle come rame, cobalto e ossidi di nichel. Alla normale velocità di stampa, fotoelettrodi vengono prodotti in questo modo, Per esempio, per una vasta gamma di applicazioni come la generazione di idrogeno verde.

I metodi precedenti producono tali nanomateriali solo con un elevato apporto di energia nei classici recipienti di reazione e in molte ore. Con la tecnologia laser sviluppata presso l'istituto, gli scienziati possono depositare piccole quantità di materiale su una superficie e contemporaneamente eseguire la sintesi chimica in brevissimo tempo utilizzando le alte temperature del laser. "Quando ho scoperto i nanocristalli al microscopio elettronico, Sapevo di essere su qualcosa di grande, "dice Junfang Zhang, primo autore dello studio e ricercatore di dottorato. La scoperta si è trasformata in un metodo nuovo e rispettoso dell'ambiente per sintetizzare materiali che possono, tra l'altro, convertire in modo efficiente l'energia solare in elettricità.

Senza deviazioni con la luce del sole all'idrogeno:"Oggi la maggior parte dell'idrogeno verde viene prodotto dall'acqua utilizzando l'elettricità generata da pannelli solari e immagazzinata in batterie. Utilizzando i fotoelettrodi possiamo utilizzare direttamente la luce solare, " dice il dottor Aleksandr Savateev.

Il principio di nuova concezione funziona con i cosiddetti ossidi di metalli di transizione, principalmente rame, cobalto e ossidi di nichel, che sono tutti buoni catalizzatori. La particolarità di questi ossidi è la varietà delle loro forme cristalline (nanocristalli come nanobarre o nanostelle), che influenzano la loro energia superficiale. Ogni struttura può avere un effetto diverso sulle reazioni catalitiche. Perciò, è importante che queste nanostrutture possano essere mirate, o addirittura non mirate, ma ripetibile. La tecnologia sviluppata potrebbe essere utilizzata anche per trovare nuovi catalizzatori in modo rapido ed efficiente. "Laser punto per punto laser, possiamo creare diversi catalizzatori fianco a fianco semplicemente variando la composizione e le condizioni, e poi provarli anche in parallelo subito, " afferma il Dr. Felix Löffler aggiungendo, "Ma ora dobbiamo lavorare per rendere i sistemi catalizzatori più persistenti in tutte le applicazioni".

Il metodo

Simile al principio di una macchina da scrivere, il materiale viene trasferito da un donatore a un vettore accettante. Sul primo è l' inchiostro, "un polimero solido, che è mescolato con sali metallici, quest'ultimo è costituito da un sottile film di nitruro di carbonio su un elettrodo conduttivo. L'irradiazione laser mirata trasferisce i sali all'accettore insieme al polimero fuso. Le brevi alte temperature fanno reagire i sali in pochi millisecondi e si trasformano in nanoparticelle di ossido metallico con la morfologia desiderata.