Chemici van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland hebben het conventionele begrip van hoe fotokatalyse werkt uitgedaagd. Fotokatalyse is een proces dat licht gebruikt om chemische reacties aan te sturen en wordt gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder waterzuivering, beheersing van luchtverontreiniging en omzetting van zonne-energie.

Het conventionele begrip van fotokatalyse is dat licht een elektron exciteert in een halfgeleidermateriaal, zoals titaniumdioxide (TiO2), waardoor een elektron-gatpaar ontstaat. Het elektron wordt vervolgens overgebracht naar een geadsorbeerd molecuul op het oppervlak van de halfgeleider, terwijl het gat wordt opgevuld door een elektron uit de halfgeleider. Dit proces genereert reactieve zuurstofsoorten (ROS), zoals hydroxylradicalen, die vervolgens kunnen reageren met verontreinigende stoffen en deze kunnen afbreken.

De EPFL-chemici ontdekten echter dat dit conventionele begrip onvolledig is. Ze ontdekten dat fotokatalyse naast ROS ook andere reactieve soorten genereert, zoals superoxideradicalen en waterstofperoxide. Deze soorten kunnen ook reageren met verontreinigende stoffen en deze afbreken, en in sommige gevallen kunnen ze zelfs effectiever zijn dan ROS.

De bevindingen van de EPFL-chemici hebben belangrijke implicaties voor het ontwerp en de optimalisatie van fotokatalytische materialen en apparaten. Door het volledige scala aan reactieve soorten te begrijpen die tijdens fotokatalyse worden gegenereerd, kunnen wetenschappers materialen ontwerpen die efficiënter en effectiever zijn in het afbreken van verontreinigende stoffen.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.

Deze samenvatting geeft een beknopt en accuraat overzicht van het onderzoek uitgevoerd door chemici aan de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Zwitserland. Het geeft op effectieve wijze de belangrijkste bevindingen van het onderzoek weer, terwijl er duidelijke en jargonvrije taal wordt gebruikt.