پژوهشگران دانشگاه استنفورد موفق به رشد نانوفیلم دو بعدی از جنس سلنید تنگستن و مولیبدن روی سطح نانوسیم‌ها شدند. این فیلم می‌تواند به عنوان الکتروکاتالیست در فرآیند آزاد شدن گاز هیدروژن به کار گرفته شود. بنابراین گزینه‌ای ارزان به جای کاتالیست پلاتین در فرآیند فتوالکتروشیمیایی بوجود می‌آید، فرآیندی که طی آن هیدروژن به عنوان سوخت تولید می‌شود.
رشد نانوفیلم در سطح نانوسیم
هیدروژن جایگزین بسیار خوبی برای سوخت‌های فسیلی است، این گاز از طریق فرآیند فتوالکتروشیمیایی ایجاد می‌شود اما مشکل این روش آن است که کاتالیست گرانقیمتی برای آن مورد نیاز است. دی‌کالکوژنایدهای ترکیباتی با فرمول MX2 هستند که در آن M نقش فلز انتقالی و X می‌تواند S، Te یا Se باشد. این مواد دارای باندگپ غیرمستقیم در حالت توده‌ای بوده و در حالت تک لایه‌ای باندگپ مستقیم دارد. بنابراین می‌توان از آن در تولید ادوات اپتوالکترونیکی استفاده کرد. همچنین این مواد در بخش تولید ادوات الکترونیکی ارزان قیمت و کم مصرف نیز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در کنار این کاربردهای مختلف، تیم تحقیقاتی دانشگاه استنفورد نشان داده که این مواد خواص کاتالیستی خوبی برای فرآیند تولید هیدروژن دارد.
این گروه تحقیقاتی موفق شدند نانوفیلم‌های MoSe2 و WSe2 را روی یک سطح غیرمسطح نظیر نانوسیم یا میکروفیبر ایجاد کنند. نحوه قرار گرفتن این ترکیبات روی نانوسیم به شکلی است که این مواد به صورت عمودی روی سطح رشد می‌کنند. بنابراین ساختار پرز مانندی ایجاد می‌شود که خواص کاتالیستی دارد. این گروه از فرآیند سلنیزه کردن برای تولید فیلم‌های MoSe2و WSe2 از تنگستن و مولیبدن استفاده کردند. با این روش بر انرژی سد لبه که پیش از چالشی برای تولید این ساختارها بود غلبه می‌شود.
با توجه به این که لبه‌های این ساختار دارای مراکز فعال در واکنش تولید هیدروژن است، بنابراین فعالیت کاتالیستی این ساختارها بسیار بالا خواهد بود. مقایسه این ساختار پرز مانند و ساختارهای صاف نشان می‌دهد که فعالیت کاتالیستی این ساختار جدید بسیار بهبود یافته است.
از این ساختارهای هیبریدی روی نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توان در فرآیند شکستن مولکول‌های آب توسط نور خورشید استفاده کرد. سلنید مولیبدن می‌تواند انرژی مورد نیاز برای تولید هیدروژن را به شدت کاهش دهد. سلنید تنگستن علاوه بر خواص کاتالیستی می‌تواند به عنوان فتوآند در این فرآیند مورد استفاده قرار گیرد. چوی از محققان این پروژه می‌گوید: ما قصد داریم روی درک بهتر این فرآیندهای کاتالیستی کار کنیم تا کارایی آن را افزایش دهیم.
نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
