Các nhà khoa học Nhật Bản theo dõi chuyển động của electron, cách mạng hóa công nghệ năng lượng sạch

Vào ngày 22 tháng 2 năm 2025, một nhóm nghiên cứu hợp tác do Tiến sĩ Yohei Cho tại JAIST và Giáo sư Fumiaki Amano tại Đại học Thủ đô Tokyo dẫn đầu đã công bố một phương pháp mới để theo dõi chuyển động của electron trong thời gian thực, có khả năng chuyển đổi các công nghệ năng lượng sạch. Được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, nghiên cứu trình bày chi tiết cách quang phổ dòng quang điều biến cường độ (IMPS) kết hợp với phân tích phân bố thời gian thư giãn (DRT) cho phép xác định các hành vi vận chuyển điện tích trước đây không thể tách rời. Cách tiếp cận sáng tạo này đã tiết lộ ba cơ chế tái tổ hợp riêng biệt gây ra tổn thất năng lượng trong quá trình phân tách nước quang điện hóa (PEC): tái tổ hợp do thâm nhập quá mức (OPR), tái tổ hợp do lỗ trống dư thừa (EHR) và tái tổ hợp lỗ trống-electron ngược (BER). Nghiên cứu cũng xác định một phản ứng chậm chưa từng được biết đến trước đây, được gọi là "đỉnh vệ tinh", rất quan trọng để xác định bước giới hạn tốc độ trong quá trình phân tách nước. Tiến sĩ Cho cho biết: "Việc phát hiện ra đỉnh vệ tinh là rất quan trọng vì nó giúp chúng tôi xác định bước giới hạn tốc độ trong quá trình phân tách nước". Những phát hiện này có ý nghĩa vượt ra ngoài sản xuất hydro, mở rộng sang giảm thiểu carbon dioxide, xử lý nước thải và phát triển các bề mặt tự làm sạch. Các nhà nghiên cứu tin rằng công trình này có thể dẫn đến những tiến bộ đáng kể trong công nghệ bán dẫn và các giải pháp năng lượng sạch trong thập kỷ tới.