(Nanowerk Haberleri) Birkaç çalışma, suyun parçalanma reaksiyonunun, her biri yalnızca birkaç atom kalınlığında olan belirli 2B malzeme grupları tarafından katalize edilebileceğini öngördü. Özellikle gelecek vaat eden bir grup, her iki yüzü de farklı bir moleküler bileşime sahip olan 2D Janus malzemeleri olarak adlandırılıyor.
Ayrıntılı olarak yeni hesaplamalar yoluyla EPJ B (“Fotokatalitik Su Yarma için İki Boyutlu Janus AsXY (X= Se, Te; Y= Br, I) Tek Katmanlar”), Junfeng Ren ve Çin’deki Shandong Normal Üniversitesi’ndeki meslektaşları, dört 2D Janus malzemesinden oluşan yeni bir grup sunuyor. göreve özellikle uygun olmalıdır.
Hidrojen, yan ürün olarak sadece su ile yandığında bol miktarda enerji açığa çıkardığı için, artık yaygın olarak fosil yakıtlara mükemmel bir alternatif olarak görülüyor. Su moleküllerinin ayrılması, elektronların ve deliklerin indirgeme ve oksidasyon reaksiyonlarına katıldığı bir ‘redoks reaksiyonunu’ içerir.
Mükemmel yarı iletkenler olduklarından, 2D Janus malzemeleri bu reaksiyonu katalize etmek için özellikle uygundur. Bir yarı iletkenin yalıtkan ‘değerlik bandındaki’ bir elektron bir fotonu soğurduğunda, malzemenin ‘iletkenlik bandına’ heyecanlanarak arkasında pozitif yüklü bir boşluk bırakır.
Buna karşılık, bu malzemeler elektronların hem kaynağı hem de alıcıları olarak redoks reaksiyonlarının daha kolay gerçekleşmesini sağlar.
Ren’in ekibi teorik çalışmalarında, bu malzemelerden dörtlü bir grubu incelediler: bir yüzey ya selenyum ya da tellürden, diğeri ya brom ya da iyottan oluşuyordu ve her iki tarafı da bir orta astatin tabakasını sıkıştırıyordu. Bu yarı iletkenlerde, değerlik ve iletim bantlarının enerjileri, elektronların ve deliklerin kolayca yeniden birleşmesini önleyecek kadar birbirinden yeterince uzaktı: elektronları ve delikleri birleştirerek hidrojen ve oksijen üretmelerine izin veriyordu.
Mükemmel stabilite ve ışık emilimi sergileyen dört malzemenin tümü ile araştırmacılar, su bölme reaksiyonunu katalize etmek için inanılmaz derecede umut verici adaylar olabileceğine inanıyorlar. Bu sonuçlar deneylerde yeniden üretilebilirse, Ren’in ekibi dört malzemenin önümüzdeki birkaç on yıl içinde karbon emisyonlarımızı ortadan kaldırmaya yönelik küresel çabanın temel bir unsuru haline gelmesini umuyor.
Source: www.nanowerk.com