Учёные создали материал, который производит водород из воды под действием солнечного света
iXBT.com ·
Учёные из Университета штата Орегон (Oregon State University) разработали подход к получению водорода из воды с помощью солнечного света. В основе технологии — пористые металлоорганические каркасы, способные поглощать свет и ускорять химические реакции. Авторы рассматривают эту разработку как возможную основу для производства водорода, который используют в топливных элементах и химической промышленности.
В экспериментах команда изучала материал BVR-19. Он относится к металлоорганическим каркасам — структурам, в которых ионы металлов соединены органическими молекулами, образуя пористую сеть. При освещении содержащие серу связи в органической части BVR-19 временно разрываются, формируя активные соединения серы. Согласно объяснению авторов, именно органические компоненты поглощают энергию света и помогают направлять электроны для протекания реакции, а не только атомы металла, как в ряде других материалов.
По данным исследовательской группы, процесс не требует внешнего источника электричества или дополнительных дорогих металлических катализаторов. Сам материал получают в водном растворе при комнатной температуре. Меняя металл в составе каркаса и сохраняя остальные компоненты практически неизменными, учёные сравнили свойства разных вариантов и выяснили, что выбор металла влияет на эффективность работы материала.
Исследование должно помочь определить принципы создания фотокатализаторов для производства водорода под действием света.
Сегодня значительную часть водорода получают методом паровой конверсии метана, при котором используется природный газ и образуется углекислый газ. В статье приводится ориентировочная стоимость такого водорода около $1,50 за килограмм, тогда как производство водорода с использованием возобновляемой энергии обходится примерно в $5 за килограмм. Авторы рассчитывают, что новые принципы разработки материалов позволят снизить стоимость экологически чистого водорода.