Фізики створили новий матеріал, який перетворює сонячне світло і воду на чисту енергію

Фотокаталізатор, створений американськими вченими, забезпечує високошвидкісне та високоефективне виробництво водню. Фотокаталітичне виробництво водню пропонує альтернативний шлях для створення стійкої енергетичної економіки. Результати дослідження опубліковані в журналі Angewandte Chemie, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вчені представили потенційно новий інструмент для боротьби з викидами парникових газів і зміною клімату. Їхнє дослідження було зосереджено на кристалічних пористих матеріалах, відомих як метал-органічні каркасні структури (MOF).

Вчені використовували MOF для отримання гетеропереходу оксиду металу, тобто комбінації двох матеріалів з додатковими властивостями, для створення каталізатора, який під впливом сонячного світла швидко й ефективно розщеплює воду на водень.

Гетероперехід під назвою RTTA, містить оксид рутенію, отриманий з MOF, і оксид титану, легований сіркою та азотом. Вчені протестували кілька RTTA з різною кількістю оксидів і знайшли найкращий варіант. Гетероперехід RTTA-1 з найнижчим вмістом оксиду рутенію показав найвищу швидкість виробництва водню.

Всього за одну годину один грам RTTA-1 здатний виробляти понад 10 700 мікромолей водню. У цьому процесі використовували фотони, частинки світла, які били по в RTTA-1 і сприяли виробництву водню.

За словами вчених, активність RTTA-1 зумовлена синергетичним ефектом властивостей оксидів металів і властивостей поверхні вихідного MOF, які посилюють перенесення електронів. Це дослідження підкреслює потенціал гетеропереходів оксидів металів, отриманих з MOF, як фотокаталізаторів для практичного виробництва водню, сприяючи розробці стійких і ефективних енергетичних рішень.

Виробництво водню шляхом розщеплення води за допомогою каталітичного процесу вважається чистішим, ніж традиційний метод отримання водню з природного газу.

Нині виробництво водню з води передбачає електрокаталіз, тобто пропускання електрики через каталізатор. Стійкість електрокаталізу залежить від використання відновлюваної енергії, і, щоб бути конкурентоспроможною на ринку, енергія має бути недорогою, кажуть учені.

Вода є багатим джерелом водню, і фотокаталіз пропонує метод використання сонячної енергії для виробництва водню. Хоча оксид рутенію дорогий, його кількість, яку використовували вчені у фотокаталізаторі, мінімальна. Для промислового застосування, якщо каталізатор показує хорошу стабільність і виробництво, вартість цієї невеликої кількості оксиду рутенію стає менш важливою, кажуть вчені.

Фотокаталітичне виробництво водню пропонує альтернативний шлях для створення стійкої енергетичної економіки, вважають автори дослідження.

Фокус уже писав про те, що вчені створили новий матеріал, який може зробити революцію у виробництві електронних пристроїв.

Також Фокус писав про те, що фізики перевірять, чи живемо ми в Матриці, і вже розпочали перші експерименти. Дослідники вирішили поставити крапку в питанні про те, чи може Всесвіт бути симуляцією.

Нагадуємо, що в США вибухнула частина майбутньої орбітальної станції, але інженери задоволені цим. Компанія Sierra Space провела чергове випробування на міцність надувного модуля майбутньої станції Orbital Reef, як уже писав Фокус.