जर्मनी की एक शोध टीम ने उत्कृष्ट उत्प्रेरक गुणों वाले द्विधात्विक द्वि-आयामी सुपरक्रिस्टल विकसित किए हैं। इनका उपयोग फॉर्मिक एसिड को विघटित करके हाइड्रोजन उत्पादन में किया जा सकता है, और इसके परिणाम रिकॉर्ड स्तर पर रहे हैं।
जर्मनी में लुडविग मैक्सिमिलियन यूनिवर्सिटी ऑफ म्यूनिख (एलएमयू म्यूनिख) के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने प्लाज्मा बाइमेटैलिक दो-आयामी सुपरक्रिस्टल पर आधारित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक फोटोकैटलिटिक तकनीक विकसित की है।
शोधकर्ताओं ने अलग-अलग सोने के नैनोकणों (AuNPs) और प्लैटिनम के नैनोकणों (PtNPs) को मिलाकर प्लास्मोनिक संरचनाएं तैयार कीं।
शोधकर्ता एमिलियानो कोर्टेस ने कहा: "सोने के नैनोकणों की व्यवस्था आपतित प्रकाश को केंद्रित करने और मजबूत स्थानीय विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने में अत्यंत प्रभावी है, जिन्हें हॉट स्पॉट कहा जाता है, जो सोने के कणों के बीच बनते हैं।"
प्रस्तावित प्रणाली विन्यास में, दृश्य प्रकाश धातु में मौजूद इलेक्ट्रॉनों के साथ बहुत मजबूती से परस्पर क्रिया करता है और उन्हें अनुनादी कंपन उत्पन्न करने का कारण बनता है, जिससे इलेक्ट्रॉन नैनोकण के एक तरफ से दूसरी तरफ तेजी से गति करते हैं। इससे एक छोटा चुंबक बनता है जिसे विशेषज्ञ द्विध्रुव आघूर्ण कहते हैं।
यह आवेश के आकार और धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के केंद्रों के बीच की दूरी का गुणनफल है। ऐसा होने पर, नैनोकण अधिक सूर्यप्रकाश ग्रहण करते हैं और उसे अत्यंत ऊर्जावान इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करते हैं। ये रासायनिक अभिक्रियाओं को नियंत्रित करने में सहायक होते हैं।
शैक्षणिक समुदाय ने फॉर्मिक एसिड को विघटित करने में प्लास्मोनिक बाइमेटैलिक 2डी सुपरक्रिस्टल की प्रभावशीलता का परीक्षण किया है।
उन्होंने कहा, "जांच प्रतिक्रिया को इसलिए चुना गया क्योंकि सोना प्लैटिनम की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील होता है और क्योंकि यह कार्बन-तटस्थ H2 वाहक है।"
उन्होंने कहा, “प्रकाश के तहत प्लैटिनम के प्रयोगात्मक रूप से बेहतर प्रदर्शन से पता चलता है कि आपतित प्रकाश और स्वर्ण सरणी की परस्पर क्रिया से वोल्टेज के तहत प्लैटिनम का निर्माण होता है। वास्तव में, जब फॉर्मिक एसिड को H2 वाहक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो AuPt सुपरक्रिस्टल का प्लाज्मा प्रदर्शन सर्वोत्तम प्रतीत होता है।”
इस क्रिस्टल ने प्रति ग्राम उत्प्रेरक प्रति घंटे 139 मिलीमीटर हाइड्रोजन (H2) उत्पादन दर प्रदर्शित की। शोध दल ने कहा कि इसका अर्थ है कि यह फोटोकैटलिटिक पदार्थ अब दृश्य प्रकाश और सौर विकिरण के प्रभाव में फॉर्मिक एसिड के विहाइड्रोजनीकरण द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन का विश्व रिकॉर्ड रखता है।
वैज्ञानिकों ने "हाइड्रोजन उत्पादन के लिए प्लास्मोनिक बाइमेटैलिक 2डी सुपरक्रिस्टल" नामक शोध पत्र में एक नया समाधान प्रस्तावित किया है, जो हाल ही में नेचर कैटालिस पत्रिका में प्रकाशित हुआ है। इस टीम में बर्लिन के फ्री विश्वविद्यालय, हैम्बर्ग विश्वविद्यालय और पॉट्सडैम विश्वविद्यालय के शोधकर्ता शामिल हैं।
"प्लाज्मा और उत्प्रेरक धातुओं को मिलाकर, हम औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए शक्तिशाली फोटोकैटलिस्ट के विकास को आगे बढ़ा रहे हैं। यह सूर्य के प्रकाश का उपयोग करने का एक नया तरीका है और इसमें कार्बन डाइऑक्साइड को उपयोगी पदार्थों में परिवर्तित करने जैसी अन्य प्रतिक्रियाओं की भी क्षमता है," कोल थेस ने कहा।
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