Un nuovo studio pubblicato su ACS Applied Energy Materials[1] propone un’importante innovazione per la produzione sostenibile di idrogeno: l’uso di eterostrati 2D di tipo Janus progettati razionalmente per la fotocatalisi.
Idrogeno pulito grazie alla luce solare
I ricercatori della Tohoku University e della Vietnam National University-Ho Chi Minh City hanno combinato materiali bidimensionali per ottenere un’efficiente scissione dell’acqua tramite la luce solare. Il protagonista è un eterostrato formato da WS₂ e SMoSe, che ha raggiunto un’efficienza di conversione solare in idrogeno del 16,62%, superando la soglia tipica del 15% di molti altri materiali già noti.
Una struttura unica con campi elettrici interni
La chiave del successo risiede nella struttura Janus, in cui i due lati del materiale contengono atomi diversi, generando un campo elettrico interno che favorisce la separazione delle cariche generate dalla luce. Questa caratteristica riduce la ricombinazione elettroni-lacune, aumentando così le prestazioni catalitiche.
Combinazioni come mattoncini LEGO
Nguyen Tran Gia Bao, primo autore dello studio, paragona la selezione dei materiali alla costruzione con i LEGO: infinite configurazioni sono possibili. Il metodo adottato consente di individuare in modo rapido ed efficiente le combinazioni più promettenti tra i dicalcogenuri di metalli di transizione (TMDC) e gli strati Janus, velocizzando notevolmente la ricerca.
Un passo avanti verso l’indipendenza energetica
Nguyen Tuan Hung, responsabile del team, sottolinea come questi risultati offrano una nuova via per ottenere idrogeno in modo ecologico, riducendo le emissioni e favorendo l’autonomia energetica. La ricerca proseguirà con l’esplorazione di ulteriori combinazioni, alla ricerca della soluzione più sostenibile e performante.
