Teambilledressourcer brugt i internationalt eksperiment med nye fotokatalysatorer

Skoltech-forskere hjalp deres kolleger fra Japan, Tyskland, De Forenede Stater, og Kina studerer krystalstrukturen og optiske egenskaber af en ny klasse af todimensionelle forbindelser, som kan bruges som effektive fotokatalysatorer, der reagerer på synligt lys, til energi og kemisk omdannelse. De brugte Advanced Imaging Core Facility-udstyret til billeddannelse og strukturelle analyser. Avisen blev udgivet i Journal of the American Chemical Society .

En potentiel anvendelse af fotokatalysatorer, såkaldt 'vandspaltning, ' kan hjælpe med at erstatte klimaopvarmende fossile brændstoffer med mere miljøvenlig brint. For at denne proces kan fungere i stor skala, ingeniører har brug for bedre designet katalysatorer, der kan udnytte solspektret effektivt.

Skoltech Professor og direktør for Center for Energividenskab og Teknologi Artem Abakumov og forsker fra Advanced Imaging Core Facility Maria Kirsanova var en del af et internationalt samarbejde, der studerede lagdelte oxychlorider af typen Bi ₂ MO ₄ Cl, hvor M kan stå for yttrium (Y), lanthan (La), eller vismut (Bi).

"Baseret på AICF faciliteter, Skoltech-teamet udførte højopløsnings-transmissionselektronmikroskopi-billeddannelse og analyse af lokale strukturelle træk, der er ansvarlige for høj fotokatalytisk aktivitet af Bi ₂ MO ₄ Cl-forbindelser, " forklarede Kirsanova.

Skoltech Advanced Imaging Core Facility har det mest avancerede udstyr til at udføre forskning ved hjælp af elektronmikroskopi, både scanning og transmission, inklusive transmissionselektronmikroskopet Titan Themis Z.

"Ejendommene i transmissionselektronmikroskopet Titan Themis Z gør det muligt at undersøge forskellige materialer, inklusive fotokatalysatorer, for eksempel, du kan visualisere krystalgitteret af et materiale og defekterne i krystalgitteret ved hjælp af scanning transmission elektronmikroskopi teknik. Opgaven med at visualisere et krystalgitter er ikke den mest trivielle, så det vigtigste for os er tilgængeligheden af ​​medarbejdere med de nødvendige kvalifikationer og med en omfattende baggrund, som er nødvendig for fortolkning af forsøgsresultater. I denne forbindelse vi er meget opmærksomme på at forbedre vores medarbejderes kvalifikationer, da fremskridtet ikke står stille, og nye teknikker inden for elektronmikroskopi dukker op hvert år, "Jaroslava Shakhova, leder af AICF, forklaret.

Ved at indsætte en MO ₂ lag i den konventionelle Bi ₂ O ₂ lag, forskerne øgede effektivt antallet af dimensioner af dette materiale fra en til to; de antager, at det kan være interessant at gå videre, fra 2-D til 3-D, ved at fortykke fluoritblokken af ​​forbindelsen. Dette kan forbedre både de fotokatalytiske egenskaber og andre bemærkelsesværdige egenskaber observeret i denne klasse af forbindelser, såsom ferroelektricitet (spontan elektrisk polarisering, der kan vendes med et eksternt magnetfelt).