I ricercatori dell’Università di Helsinki hanno compiuto un passo avanti nel campo delle trasformazioni molecolari sostenibili. Guidato dal professor Pedro Camargo, il team ha sviluppato un modo importante per sfruttare la potenza della luce visibile per guidare i processi chimici con maggiore efficienza, offrendo un'alternativa più ecologica ai metodi tradizionali.
I loro risultati, pubblicati sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces , potrebbe rivoluzionare il modo in cui produciamo sostanze chimiche e combustibili essenziali.
La fotocatalisi plasmonica tradizionale è stata a lungo ostacolata dai costi elevati e dai problemi di scalabilità associati a materiali come argento (Ag) e oro (Au). Tuttavia, il professor Pedro Camargo e il suo team sono riusciti a superare queste barriere concentrandosi su materiali facilmente disponibili sulla Terra in quantità significative.
Questi materiali sono importanti perché possono essere utilizzati in varie applicazioni senza preoccuparsi della scarsità o dell’esaurimento. Nello specifico, il team si è concentrato su Hx MoO3 come fotocatalizzatore plasmonico, che è stato combinato con il palladio (Pd), un importante catalizzatore ampiamente utilizzato in vari settori. Il loro approccio prevede una tecnica di sintesi meccanochimica senza solventi, che offre sia efficienza in termini di costi che sostenibilità ambientale.
I ricercatori hanno approfondito l’intricata interazione delle eccitazioni ottiche e hanno scoperto che, facendo brillare specifiche lunghezze d’onda della luce visibile sul loro catalizzatore, potevano aumentarne significativamente le prestazioni. La cosa più notevole è che l’utilizzo simultaneo di due lunghezze d’onda della luce ha comportato un aumento del 110% dell’efficienza della reazione. Questa maggiore efficienza è attribuita alla generazione ottimizzata di elettroni energetici nei siti catalitici, un passo avanti cruciale nella catalisi sostenibile.
Hanno identificato gli effetti sinergici di Hx MoO3 eccitazione del gap di banda, transizioni interbanda Pd e Hx MoO3 Eccitazione di risonanza plasmonica localizzata di superficie (LSPR), che porta a notevoli miglioramenti nelle prestazioni catalitiche.
"Il nostro lavoro rappresenta un importante passo avanti nel rendere i processi chimici più sostenibili", afferma il professor Camargo. "Utilizzando la luce come fonte di energia, potremmo potenzialmente rivoluzionare il modo in cui vengono prodotte le sostanze chimiche vitali, riducendo la necessità di combustibili fossili e le dure condizioni negli attuali processi industriali."
Questa ricerca ha un immenso potenziale per applicazioni che vanno dalla produzione di carburante più pulito alla produzione di materiali essenziali con un minore impatto ambientale.
Le implicazioni di questa ricerca vanno ben oltre il laboratorio, offrendo speranza per un futuro più verde e sostenibile mentre la società si impegna a combattere il cambiamento climatico e la transizione verso fonti energetiche rinnovabili.
Ulteriori informazioni: Leticia S. Bezerra et al, Triplo gioco di band gap, interbanda ed eccitazioni plasmoniche per una maggiore attività catalitica nelle nanoparticelle Pd/HxMoO3 nella regione visibile, Materiali e interfacce applicati ACS (2024). DOI:10.1021/acsami.3c17101
Informazioni sul giornale: Materiali e interfacce applicati a ACS
Fornito dall'Università di Helsinki
