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    Nanocristalli plasmonici emergent per fotocatalisi

    Ilka Kriegel dell’Istituto Italiano di tecnologia è candidata all’edizione 2016 del premio Innovators Under 35 Italia.

    di Ilka Kriegel

    Ilka Kriegel, dell’Istituto Italiano di Tecnologia, partecipa al concorso Innovators Under 35 Italia con un progetto incentrato attorno alla fotocatilisi.

    La fotocatilisi è un settore in forte espansione nel 21esimo secolo e giocherà un ruolo primario nei problemi della società moderna: stoccaggio di energia, inquinamento ambientale e riscaldamento globale.

    È di primaria importanza lo sviluppo di fotocatalizzatori efficienti per sfruttare al meglio la risorsa solare stoccando la sua energia sulla terra in forma di combustibile liquido. In questo progetto un nuovo tipo di fotocatalizzatori saranno sviluppati in modo da massimizzare l’assorbimento della porzione di energia solare nel vicino infrarosso (NIR) permettendo un utilizzo più efficiente della luce solare incidente.

    Nella parte centrale del progetto, la conversione di energia solare in energia chimica per generare H2 o ridurre CO2 sarà esplorata utilizzando direttamente luce infrarossa, costituente almeno metà dell’energia solare totale. Gli elettroni sono raccolti per favorire un’efficiente fotocatalisi mediante intense e accordabili risonanze plasmoniche in nanocristalli di ossidi metallici drogati (MO NCs). I portatori di carica sono estratti mediante transferimento di cariche “calde” indotto dal plasmone all’interfaccia con un semiconduttore ad alto gap.

    Verrà compiuto un nuovo passo verso la realizzazione di una nanobatteria alimentata dalla luce, dove le cariche sono accumulate e stoccate nella banda di conduzione del MO NC mediante l’eccitazione del semiconduttore nella regione del band gap ed estraendo le lacune. Un rilascio di carica arbitrario è attivato mediante un’estrazione di elettroni “caldi”, offrendo l’opportunità unica di una fotocatalisi “su richiesta” oppure per la terapia fotodinamica e il trattamento del cancro.

    Il progetto proposto va nella direzione dello stato dell’arte dei correnti sistemi di fotocatalisi limitati dal band gap dei semiconduttori, solitamente nell’ultravioletto e nel visibile, raggiungendo direttamente la conversione da luce NIR a energia chimica e compiendo un ulteriore passo verso la realizzazione di nanobatterie alimentate dalla luce.

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