研究人员联手进一步探索半导体的催化应用

在科学中，无论是哪个领域，专业知识都经常相交。在国家科学研究所(INRS)，对于许多研究领域来说尤其如此，在这些领域中，教职员工合作将特定领域的限制推得更远。由AndreasRuediger教授领导的团队同样如此，该团队汇集了来自不同背景的专家。该团队共同研究了一个催化问题，并提高了我们对催化应用的了解。

“该主题需要各种学科的专业知识，包括物理、化学和材料科学。我们很幸运拥有一个将所有这些专业知识结合在一起的团队。”ÉnergieMatériaux电信研究中心教授AndreasRuediger。

研究小组得出了一个意想不到的发现。

进入高速档

该团队的工作基于环境考虑、能源性能，当然还有材料成本。该项目的核心是：能源，特别是支持催化的能源，这是我们日常生活的重要组成部分。我们使用的各种形式的能源，包括太阳能，都使用催化金属来加速化学反应并达到更好的性能。更便宜、更稀有的氧化物纳米材料能否为催化提供新的机会?如果它们也产生了较小的环境足迹和可靠的结果怎么办?

催化过程是当前能源部门和任何未来能源前景的组成部分。今天，他们参与了大多数基本必需品的生产(例如，纺织纤维和电子设备)。简而言之，催化可以将反应指向所需的方向。它还减少了产生更快反应所需的能量。催化剂是提高化学反应速度的物质。催化作为次要参与者，以正确的速度将必要的能量引导到正确的方向。

提高流程效率

提高催化过程的效率已经产生了降低能源需求的解决方案。它还分解排放到环境中的污染物。此外，部分基于纳米技术的新工艺被用于耦合物理和化学特性。

AndreasRuediger说：“我们的工作可以提高可再生能源，尤其是太阳能的转换和使用效率。”

INRS的所有研究人员IfeanyichukwuAmaechi、AzzaHadjYoussef、AndreasDörfler、YoandrisGonzález、RajeshKatoch和AndreasRuediger都特别注意区分某些光催化剂和压电催化剂中自由电荷和束缚电荷的作用。这对于解开对催化反应的贡献至关重要，从而导致在废水处理和最终水分馏等领域的催化性能的整体提高。

非中心对称钙钛矿氧化物表现出体积光伏效应和压电性，而极轴的额外存在产生热电和可能的铁电。

已知催化剂的某些特性可以改善光电和光化学反应。

“这些材料的低载流子迁移率被认为阻碍了它们在催化过程中电荷传输的适用性，”INRS的博士后研究员IfeanyichukwuAmaechi说。

该小组发现，以前被认为起微不足道的作用的束缚电荷载体可以大大提高整体催化性能。“这项工作是材料科学中重要性的一个很好的例子，即关注过程的复杂性并考虑在什么条件下即使是很小的影响也会变得显着，”发表在AngewandteChemie国际版上的论文的主要作者Amaechi总结道。这一发现为未来的改进提供了巨大的潜力，Ruediger教授的团队渴望探索这一点。