Scienziati giapponesi tracciano il movimento degli elettroni, rivoluzionando la tecnologia dell'energia pulita

Il 22 febbraio 2025, un team di ricerca collaborativo guidato dal Dr. Yohei Cho presso JAIST e dal Prof. Fumiaki Amano presso la Tokyo Metropolitan University ha svelato un nuovo metodo per tracciare il movimento degli elettroni in tempo reale, trasformando potenzialmente le tecnologie per l'energia pulita. Pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, lo studio descrive in dettaglio come la spettroscopia di fotocorrente modulata in intensità (IMPS) combinata con l'analisi della distribuzione dei tempi di rilassamento (DRT) consenta l'identificazione di comportamenti di trasporto di carica precedentemente inseparabili. Questo approccio innovativo ha rivelato tre distinti meccanismi di ricombinazione che causano perdite di energia nella scissione fotoelettrochimica dell'acqua (PEC): ricombinazione indotta da sovrapenetrazione (OPR), ricombinazione indotta da eccesso di lacune (EHR) e ricombinazione inversa elettrone-lacuna (BER). Lo studio ha anche identificato una reazione lenta precedentemente sconosciuta, denominata "picco satellite", che è fondamentale per individuare la fase limitante della velocità nella scissione dell'acqua. "La scoperta del picco satellite è fondamentale perché ci aiuta a individuare la fase limitante della velocità nella scissione dell'acqua", ha affermato il Dr. Cho. I risultati hanno implicazioni che vanno oltre la produzione di idrogeno, estendendosi alla riduzione dell'anidride carbonica, al trattamento delle acque reflue e allo sviluppo di superfici autopulenti. I ricercatori ritengono che questo lavoro potrebbe portare a progressi significativi nella tecnologia dei semiconduttori e nelle soluzioni per l'energia pulita nel prossimo decennio.