Forskare från universitetet för kemi och teknik i Prag genomförde forskning som handlade om den fotokatalytiska aktiviteten hos vridvinkelstaplad 2D TaS2.

Med ökande krav i det moderna samhället, energikrisen och miljöproblemen är just nu i rampljuset. Vätgas är den primära hållbara källan till förnybar energi och krävs i hög grad för avancerade energiomvandlingssystem. Nyligen, fotoelektrokatalytiska och fotoelektrokemiska vattenuppdelningsmetoder är effektiva metoder för skalbar generering av väte.

Konceptet med ljusinducerad energiproduktion genom halvledarkatalysatorer lockade många forskningsansträngningar för att utveckla låg kostnad, effektiva bifunktionella material för väteproduktion och miljöavkännande respons. "Prestandan hos dessa material kan ställas in samtidigt som de belyser ljuset av olika våglängder. Den fotoinducerade elektronöverföringen i det riktade nanoarkbaserade känsliga materialet kommer att generera fotoelektrokemisk vattenspjälkning, t.ex., snabbare väteutvecklingsreaktion (HER) eller bredbandsljuskänslig detektor, " säger huvudforskaren Evgeniya Kovalska. Och tillägger "dessa kommer att bana nya vägar för framväxande material som ett billigare och mer produktivt alternativ till de vanligaste fossilbränslebaserade metoderna för väteproduktion såväl som traditionella fotodetektorer."

Den låga kostnaden, Effektiva fotoelektrokänsliga elektroder som ett alternativ till dyra och komplexa stela system efterfrågas fortfarande av avancerad fotokänslig teknik. I forskningen, den ljusinducerade effektiviteten av elektrokemiskt exfolierade TaS2 nanosheets för vätegenereringskatalys och fotodetektorer demonstrerades. Ömsesidig vridning av de exfolierade 2H-TaS2-flingorna leder till omfördelning av laddningstätheten som induceras av interlager mellan de individuella nanoarken. Extern ljusbestrålning på TaS2-ytan påverkar dess konduktivitet vilket gör materialet möjligt för fotoelektrokatalys och fotodetektion. Den TaS2-baserade fotoelektrokatalysatorn visar aktivitet med hög väteutvecklingsreaktion (HER). Den TaS2-integrerade fotodetektorn i det sura mediet representerar dess bredbandssvar med den högsta fotoresponsiviteten mot 420 nm ljusbelysning. "Detta fynd kommer att bana väg för en ny realisering av exfolierad vridvinkelstaplad TaS2 för fotoinducerad elektrokemi och avkänning, avslutar Kovalska.

Studien publiceras i Nature's npj 2D-material och applikationer .