Utilizan la estructura semiconductora más pequeña del mundo para producir «hidrógeno» puro

Por primera vez en la historia, científicos de Corea del Sur han recibido un hidrógeno puro, utilizando un material semiconductor cuántico ultrapequeño como fotoelectrodo.

Se señala que investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología La Universidad de Kangbuk, la Universidad de Hanyang y la Universidad de Corea han utilizado por primera vez un diminuto material de tan sólo 26 átomos para llevar a cabo una fotocatálisis en el agua. El material consiste en seleniuro de cadmio (CdSe₁₃), que es un semiconductor del grupo II-VI, y sus dimensiones son inferiores a un nanómetro. 

Según el profesor Según Jiwong Yang, estos materiales han demostrado ser prometedores por su gran capacidad para sufrir reacciones químicas superficiales, pero su uso estaba limitado por la inestabilidad estructural y la baja conductividad eléctrica. Para superar estas limitaciones, los científicos crearon una estructura tridimensional autoorganizada en la que las células cuánticas forman una red interconectada estable. Los científicos han creado enlaces transversales entre los átomos centrales de la estructura (ligandos) en la superficie de las partículas a nanoescala, preservando las propiedades únicas de las agrupaciones individuales y evitando su degradación en el agua. 

El material a nanoescala se dopó con iones de cobalto (Co²⁺) para aumentar significativamente la conductividad eléctrica y eficientemente producción de hidrógeno mediante fotocatálisis con energía solar. Como señala Jiwong Yang, el estudio fue el primero de su clase en demostrar el potencial de una estructura semiconductora a nanoescala como fotocatalizador. 

Según los científicos, superar las limitaciones de estas estructuras a nanoescala y aprovechar sus propiedades únicas abre oportunidades para diseñar materiales que combinen funcionalidad y estabilidad. Sin embargo, para su uso comercial, es necesario garantizar la estabilidad a largo plazo de estos materiales en el medio acuoso, aumentar su durabilidad y rendimiento del catalizador. Esta innovación allana el camino para aplicaciones más amplias de los nanomateriales cuánticos, incluido el desarrollo de catalizadores de nueva generación y soluciones energéticas cuánticas. 

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El estudio se publicó en la revista Nano Letters

Fuente: Interesting Engineering