Japońscy naukowcy śledzą ruch elektronów, rewolucjonizując technologię czystej energii

22 lutego 2025 roku zespół badawczy pod kierownictwem dr Yohei Cho z JAIST i prof. Fumiaki Amano z Tokyo Metropolitan University ujawnił nowatorską metodę śledzenia ruchu elektronów w czasie rzeczywistym, która potencjalnie może przekształcić technologie czystej energii. W badaniu opublikowanym w Journal of the American Chemical Society szczegółowo opisano, w jaki sposób spektroskopia fotoprądu modulowanego intensywnością (IMPS) w połączeniu z analizą rozkładu czasów relaksacji (DRT) umożliwia identyfikację wcześniej nierozdzielnych zachowań transportu ładunku. To innowacyjne podejście ujawniło trzy odrębne mechanizmy rekombinacji, które powodują straty energii w fotoelektrochemicznym (PEC) rozkładzie wody: rekombinacja indukowana nadmierną penetracją (OPR), rekombinacja indukowana nadmiarem dziur (EHR) i rekombinacja wsteczna elektron-dziura (BER). W badaniu zidentyfikowano również wcześniej nieznaną powolną reakcję, nazwaną "pikiem satelitarnym", która jest kluczowa dla określenia etapu ograniczającego szybkość w rozkładzie wody. "Odkrycie piku satelitarnego jest kluczowe, ponieważ pomaga nam określić etap ograniczający szybkość w rozkładzie wody" - powiedział dr Cho. Odkrycia mają implikacje wykraczające poza produkcję wodoru, rozciągając się na redukcję dwutlenku węgla, oczyszczanie ścieków i rozwój samooczyszczających się powierzchni. Naukowcy uważają, że ta praca może doprowadzić do znaczących postępów w technologii półprzewodników i rozwiązaniach w zakresie czystej energii w ciągu następnej dekady.