Des chercheurs de l'Université de Zurich ont développé un type de nanoparticule en ajoutant du sulfure de zinc à la surface de points quantiques à base d'indium. Ces points quantiques produisent de l'hydrogène propre à partir de l'eau et de la lumière du soleil, une source d'énergie durable. Ils introduisent de nouveaux matériaux écologiques et puissants pour la photocatalyse solaire.

Les points quantiques sont de vrais polyvalents. Ces structures matérielles, qui ne mesurent que quelques nanomètres, présentent un comportement similaire à celui des molécules ou des atomes, et leur forme, la taille et le nombre d'électrons peuvent être modulés systématiquement. Cela signifie que leurs caractéristiques électriques et optiques peuvent être personnalisées pour un certain nombre de zones cibles, telles que les nouvelles technologies d'affichage, applications biomédicales ainsi que photovoltaïque et photocatalyse.

Production de carburant à l'aide de la lumière du soleil et de l'eau

Une autre ligne actuelle de recherche orientée vers l'application vise à générer de l'hydrogène directement à partir de l'eau et de la lumière solaire. Hydrogène, une source d'énergie propre et efficace, peuvent être convertis en des formes de carburant largement utilisées, y compris le méthanol et l'essence. Les types de points quantiques les plus prometteurs précédemment utilisés dans la recherche énergétique contiennent du cadmium, qui a été banni de nombreux produits en raison de sa toxicité. L'équipe du professeur Greta Patzke de l'Université de Zurich et des scientifiques de la Southwest Petroleum University à Chengdu et de l'Académie chinoise des sciences ont maintenant développé un nouveau type de nanomatériau pour la photocatalyse sans composants toxiques.

Les particules de trois nanomètres sont constituées d'un noyau de phosphure d'indium avec une très fine couche environnante de sulfure de zinc et de ligands sulfure. "Par rapport aux points quantiques qui contiennent du cadmium, les nouveaux composites ne sont pas seulement respectueux de l'environnement, mais aussi très efficace lorsqu'il s'agit de produire de l'hydrogène à partir de la lumière et de l'eau, " explique Greta Patzke. Il a été découvert que les ligands sulfures à la surface des points quantiques facilitent les étapes cruciales impliquées dans les réactions chimiques induites par la lumière, à savoir la séparation efficace des porteurs de charge et leur transfert rapide à la surface des nanoparticules.

Grand potentiel pour des applications respectueuses de l'environnement

Les nanomatériaux sans cadmium nouvellement développés ont le potentiel de servir d'alternative plus écologique pour une variété de domaines commerciaux. « Les points quantiques à base d'indium solubles dans l'eau et biocompatibles pourront également être testés à l'avenir en termes de conversion de la biomasse en hydrogène. Ou ils pourraient être développés en biocapteurs peu toxiques ou en matériaux optiques non linéaires. par exemple, ", dit Greta Patzke.