E’ stato scoperto che l’effetto di confinamento quantistico in un fotocatalizzatore di una struttura macroporosa ordinata in 3D consente la produzione di idrogeno a partire dalla luce visibile. Ad avere questa intuizione e’ stato un team di ricerca guidato dalla City University di Hong Kong (CityU) ed il loro studio e’ stato pubblicato sulla rivista scientifica ACS Energy Letters. I risultati offrono un’opzione per affrontare le attuali sfide energetiche e ambientali. La produzione di idrogeno “verde” dalla scissione solare dell’acqua ha suscitato molto interesse negli ultimi anni perché l’idrogeno e’ un combustibile ad alta densità energetica. Ng Yun Hau, professore presso la School of Energy and Environment (SEE) della CityU, esperto nella ricerca sulla fotocatalisi, ha spiegato come il tipico fotocatalizzatore per la scissione dell’acqua solare puo’ assorbire solo la luce ultravioletta dallo spettro solare, che rappresenta circa il 4% dell’energia trasportata dalla luce solare. Al contrario, il vanadato di bismuto (BiVO4), un fotocatalizzatore di ossido metallico, e’ sensibile sia alla luce ultravioletta che a quella visibile e puo’ assorbire fino al 30% dell’energia dello spettro solare.
“Con nostra sorpresa, BiVO4, originariamente un fotocatalizzatore che produceva ossigeno, produceva anche idrogeno durante la scissione dell’acqua sotto la luce visibile, quando si trovava nella struttura 3DOM. Questo non era mai stato segnalato in precedenza”, ha affermato Ng. BiVO4 in una struttura macroporosa (3DOM) ordinata in 3D ha ricevuto una notevole attenzione per le sue prestazioni superiori. Il team ha scoperto che nel processo di scissione dell’acqua tramite luce visibile, la quantità di prodotto prodotta dal fotocatalizzatore 3DOM BiVO4 e’ quasi due volte prodotta dal BiVO4 con forma piatta. ” Abbiamo scoperto che il confinamento quantistico derivante dalla parete ultrasottile e cristallina di 3DOM BiVO4 ha seguito la sua banda di conduzione. Consente la riduzione fotocatalitica del protone a idrogeno sotto l’illuminazione a luce visibile, consentendo la generazione di idrogeno dalla scisione dell’acqua. banda quando la dimensione del materiale e’ ridotta alla nanoscala. “L’idrogeno prodotto dalla scissione dell’acqua solare e’ un processo ecologico senza emissioni di carbonio”, ha dichiarato Ng. L’idrogeno puo’ essere utilizzato per scopi industriali e nelle celle a combustibile per l’elettricità.
