PEUGEOT_062022 PEUGEOT_062022 PEUGEOT_062022

Svetlo namiesto elektriny: Nový druh „zeleného vodíka“

0

Vodík je sľubné palivo budúcnosti, no jeho výroba zo zemného plynu nie je ekologická. Doposiaľ najlepšou stratégiou na výrobu tzv. zeleného vodíka je štiepenie vody na vodík a kyslík pomocou elektriny, ktorá pochádza z obnoviteľných zdrojov energie, napríklad z fotovoltických článkov. Bolo by však oveľa jednoduchšie, keby sa na rozdelenie vody dalo priamo využiť slnečné svetlo. Práve to umožňujú nové katalyzátory v procese nazývanom fotokatalytické štiepenie vody.

No tento koncept sa zatiaľ priemyselne nepoužíva. Na Technickej univerzite vo Viedni teraz podnikli dôležité kroky v tomto smere. V atómovej mierke vedci zrealizovali novú kombináciu molekulárnych a pevných katalyzátorov, ktoré dokážu túto prácu zvládnuť pri použití relatívne lacných materiálov. Pri štiepení vody svetlom sa atómy kyslíka vo vode musia premeniť na molekuly O2 a zvyšné vodíkové ióny (protóny) sa musia zmeniť na molekuly H2. Teraz sa našli riešenia pre obe úlohy.

Drobné anorganické zhluky pozostávajúce len z malého počtu atómov sú ukotvené na povrchu podporných štruktúr absorbujúcich svetlo, ako je oxid titánu. Kombinácia klastrov a starostlivo vybraných polovodičových podpier vedie k požadovanému správaniu. Klastre zodpovedné za oxidáciu kyslíka sa skladajú z kobaltu, volfrámu a kyslíka, zatiaľ čo zhluky síry a molybdénu sú vhodné najmä na vytváranie molekúl vodíka. Vedci z TU Viedeň ako prví uložili tieto zhluky na povrch z oxidu titaničitého, kde môžu pôsobiť ako katalyzátory na štiepenie vody.

Na fotokatalytické štiepenie vody je teda potrebný iba vhodne natretý povrch, ktorý je pokrytý vodou a ožiarený slnkom. Teraz, keď sa potvrdilo, že vybrané materiály sú vhodné na štiepenie vody, ďalším krokom je doladenie ich presnej štruktúry, aby sa dosiahla ešte vyššia účinnosť. Z dlhodobého hľadiska by sa táto metóda dala použiť aj na výrobu komplikovanejších molekúl pomocou konceptu umelej fotosyntézy. Súvisiace štúdie boli publikované v časopisoch ACS Catalysis a ACS Materials Au.

Zdroj: phys.org.

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať