Цивилизация
Европейские химики создали высокоэффективный катализатор расщепления молекул воды, который позволит запасать до 16% от энергии солнечного света в виде молекул водорода по сверхнизкой цене в ближайшем будущем, и опубликовали «рецепт» по его созданию в статье в журнале Nature Photonics.
Кевин Сивула из Политехнической федеральной школы в Лозанне (Швейцария) и его коллеги пытались найти энергетически и экономически эффективные катализаторы, способные расщеплять воду на водород и кислород при помощи света.
Как объясняют авторы статьи, все существующие устройства подобного рода либо крайне неэффективны, или чрезмерно дороги.
Химики обратили свое внимание на полупроводниковые методы расщепления воды на водород и кислород. Полупроводники в таких катализаторах улавливают свет и используют его энергию для производства электронов, восстанавливающих водород в молекулах воды. Подобные катализаторы отличаются высокой эффективностью, однако их сверхвысокая стоимость мешает промышленному применению подобных устройств.
Сивула и его коллеги предположили, что конструкцию полупроводниковых катализаторов можно значительно удешевить при помощи самого дешевого полупроводника — обычной ржавчины (Fe2O3). Авторы статьи провели несколько опытов и создали два дешевых катализатора на основе наночастиц из оксидов железа и вольфрама.
Верхний слой катализатора состоит из наночастиц оксида железа или вольфрама, смешанных с микрогранулами из кремния. Эта смесь использует энергию солнечного света для производства электронов, которые транспортируются через второй слой — стеклянную пластину — в центр производства водорода, представляющий собой дешевую солнечную батарею из оксида титана и светочувствительной краски.
Когда фотоны света проходят через эти слои, они поочередно взаимодействуют с частицами оксидов в верхнем и нижнем слое, создавая необходимые электрохимические условия для расщепления молекул воды.
