Новый наноматериал добывает водород из морской воды

Солнечный свет — основа «зеленой» энергетики, но в некоторых случаях рациональнее использовать его энергию не для зарядки батарей, а для создания чистого водородного топлива, которое легко хранить и транспортировать. Доцент UCF Ян Ян уже почти десять лет работает над выделением водорода с помощью солнечного света. В ходе этого процесса фотокатализатор производит реакцию за счет энергии света. Но в морской воде фотокатализаторы не работают — они не выдерживают прилипания соли и морской биомассы. Исследовательская группа Яна создала новый катализатор, который хорошо переносит морскую среду и использует свет более широкого спектра.

Катализатор представлен гибридным наноматериалом: на поверхности ультратонкой пленки диоксида титана (наиболее распространенного фотокатализатора) вытравлены крошечные нанопоры. Они покрыты слоем дисульфида молибдена толщиной в один атом. В то время как стандартные фотокатализаторы могут преобразовывать в энергию только свет ограниченного спектра, пропускная способность нового материала значительно повышена. Управляя плотностью вакансий серы в его кристаллической решетке, можно производить энергию за счет излучения, лежащего в диапазоне от ультрафиолетового до близкого к инфракрасному.

По мнению авторов исследования (в котором также принимали участие ученые из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории в штате Вашингтон и Университета Цинхуа в Китае), в случае коммерциализации материала он станет подспорьем для экономики Флориды, где в избытке и морской воды, и солнечного света. В настоящее время команда Яна работает над повышением эффективности катализатора и ищет способ извлекать водород из сточных вод.

Конкурирующая группа из японской Осаки также представила более эффективный фотокатализатор для получения водорода — об исследовании пишет Science Daily. Он, как и разработка Яна, использует более широкий спектр солнечного света, но состоит из нитрида графитизированного углерода и черного фосфора. Образованию водорода способствуют взаимодействия между элементами композитного материала.

Водородное топливо пока уступает по популярности таким видам «зеленой» энергетики, как солнечная и ветровая, но сторонники его использования не собираются сдаваться. Так, недавно в Шотландии впервые выработали водород за счет энергии приливов.