Điện tử  “nóng” trong phản ứng xúc tác

12:00' AM - Thứ năm, 15/06/2006

Người ta cho rằng có thể thu lại được năng lượng đã bị giải phóng trong các phản ứng tỏa nhiệt trên bề mặt. Thông thường, khi năng lượng này được chuyển lên bề mặt sẽ làm cho nhiệt độ tăng nhẹ. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới, các phản ứng tỏa nhiệt này lại có thể được chuyển hướng sử dụng để tạo ra dòng điện ổn định.

Các nhà khoa học cho biết, năng lượng giải phóng trong các phản ứng xảy ra trên các bề mặt rắn có thể được chuyển vào chất rắn, do đó sẽ làm phát ra các điện tử mạnh tồn tại trong một thời gian ngắn. Do khả năng mang trên 0,5 eV năng lượng động học nên những điện tử này được gọi là các â€œĐiện tử nóng” có thể chạy bên trong vật liệu - thường là dịch chuyển một vài nanomet trước khi giải phóng năng lượng dư thừa ra xung quanh.

Nhìn chung, các điện tử nóng có thể nguội đi chỉ trong vòng 10-12 giây. ở thập kỷ trước, một số các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc khám phá ra các điện tử nóng. Trong một số trường hợp, các hạt năng lượng cao được phát hiện dưới dạng tín hiệu cực ngắn.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu thuộc đại học Califocnia, Berkeley, đã tạo ra thiết bị cỡ nano dạng điot Schottky và sử dụng nó để đo dòng điện tử nóng liên tục phát ra nhờ các phản ứng xúc tác bề mặt. đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã đo được dòng điện 40 mA liên tục sinh ra theo quá trình ôxy hóa cacbon monoxit trên điện cực platin (Pt) trong hơn nửa giờ.

Các đặc điểm chính của điot gồm có một lớp màng TiO2 dày 150 nm trên đế là màng Pt dày 5 nm vừa làm chất xúc tác và là nguồn cấp electron. Khi CO được chuyển hóa thành CO2, phản ứng tỏa nhiệt phát ra các điện tử nóng trên bề mặt Pt. Nếu màng platin không có độ dày lớn hơn vài nanomet, thì các điện tử có thể di chuyển qua kim loại đến bề mặt tiếp giáp chất bán dẫn  (TiO2) và giữ lại năng lượng cao của chúng. Các điện tử với năng lượng vừa đủ có thể đi qua rào chắn vào bên trong chất bán dẫn và tạo ra dòng điện qua điot. Nhóm nghiên cứu thông báo rằng, cứ 4 phân tử CO2 được sinh ra thì họ lại có thể thu được 3 điện tử.

Giáo sư Francisco tại UC Riverside nhận thấy nghiên cứu này có thể mở ra các hướng mới cho việc phát ra các tín hiệu điện trực tiếp từ các quá trình xúc tác và có thể được sử dụng cho các ứng dụng như để thiết kế các loại cảm biến hóa học mới.

MAI PHƯƠNG

Theo Volume 83, Number 15, 3/2005

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,