Uma equipe internacional de pesquisadores da Universidade de Hanyang, liderada pelo professor Yoonjung Jang, colaborou com o professor Stefan Ringe, da Universidade da Coréia, e o professor Jiwoong Yang, do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk. Juntos, eles produziram hidrogênio photo voltaic ambientalmente amigável pela primeira vez usando um nanocluster quântico semicondutor – o menor materials inorgânico semicondutor conhecido.
Em um ambiente aquoso, a equipe do professor Yang sintetizou com sucesso um nanocluster estável de seleneto de cádmio ((CDSE)13), um semicondutor quântico sub-1-nm que não havia sido usado anteriormente como fotocatalisador. Usando esse materials, eles alcançaram a produção de hidrogênio fotocatalítico e sugeriram suas aplicações em potencial em ciências quânticas, energia e tecnologias ambientais.
Os nanoclusters quânticos semicondutores existem na fronteira entre moléculas e nanocristais e consistem em um número preciso de átomos. Devido à sua alta proporção superficial / quantity, espera-se que eles exibam alta reatividade catalítica. No entanto, sua instabilidade estrutural e desempenho elétrico limitado dificultaram o uso prático.
Para abordar isso, a equipe projetou uma superestrutura na qual os nanoclusters se auto-organizam em uma rede tridimensional. Ao reticular os ligantes nas superfícies do cluster, eles alcançaram a estabilidade estrutural, mantendo as propriedades únicas de aglomerados individuais.
Para aprimorar o desempenho elétrico e permitir eficazes eficazes de hidrogênio fotocatalítico, os pesquisadores doparam ainda mais os aglomerados com íons cobalto (CO2+).
Este estudo é o primeiro do gênero a demonstrar que um nanocluster quântico semicondutor, conhecido como a menor estrutura de semicondutores inorgânicos da existência, pode ser usado como fotocatalisador. No futuro, espera -se que se expanda para várias possibilidades não apenas em energia e meio ambiente, mas também em ciência quântica.
Jiwoong Yang, Professor, Daegu Gyeongbuk Instituto de Ciência e Tecnologia
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coréia e pelo Instituto de Avanço da Tecnologia da Coréia.
Referência do diário:
Lee, S., et al. (2025) Produção fotocatalítica de hidrogênio usando semicondutor (CDSE)13 Clusters. Nano Cartas. doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c00529.