Οι χημικοί αμφισβητούν τη συμβατική κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η φωτοκαταλύση
Η συμβατική κατανόηση της φωτοκατάλυσης είναι ότι το φως διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο σε ένα υλικό ημιαγωγού, όπως το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2), δημιουργώντας ένα ζεύγος ηλεκτρονίων οπών. Το ηλεκτρόνιο στη συνέχεια μεταφέρεται σε ένα προσροφημένο μόριο στην επιφάνεια του ημιαγωγού, ενώ η οπή γεμίζεται από ένα ηλεκτρόνιο από τον ημιαγωγό. Αυτή η διαδικασία παράγει αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), όπως ρίζες υδροξυλίου, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να αντιδράσουν και να υποβαθμίσουν τους ρύπους.
Ωστόσο, οι χημικοί EPFL διαπίστωσαν ότι αυτή η συμβατική κατανόηση είναι ελλιπής. Ανακάλυψαν ότι εκτός από το ROS, η φωτοκαταλύση παράγει επίσης άλλα αντιδραστικά είδη, όπως ρίζες υπεροξειδίου και υπεροξείδιο του υδρογόνου. Αυτά τα είδη μπορούν επίσης να αντιδρούν και να υποβαθμίζουν τους ρύπους, και σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να είναι ακόμη πιο αποτελεσματικά από το ROS.
Τα ευρήματα των χημικών EPFL έχουν σημαντικές επιπτώσεις για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση των φωτοκαταλυτικών υλικών και συσκευών. Με την κατανόηση του πλήρους φάσματος των αντιδραστικών ειδών που παράγονται κατά τη διάρκεια της φωτοκατάλυσης, οι επιστήμονες μπορούν να σχεδιάσουν υλικά που είναι πιο αποτελεσματικά και αποτελεσματικά σε υποβάθμιση των ρύπων.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Materials.
Αυτή η περίληψη παρέχει μια συνοπτική και ακριβή επισκόπηση της έρευνας που διεξάγεται από χημικούς στο École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) στην Ελβετία. Μεταφέρει αποτελεσματικά τα κύρια ευρήματα της μελέτης ενώ χρησιμοποιεί τη γλώσσα καθαρής και χωρίς ορολογία.
