Новий наноматеріал дозволяє отримувати водневе паливо з морської води

Водень, який використовується в якості палива для водневих паливних елементів, може бути отриманий методом електролізу морської води.

Однак, такий спосіб отримання водню був до останнього часу економічно невигідним через велику кількості потрібної електроенергії та необхідність ретельного попереднього очищення морської води. Однак, дослідники з університету Центральної Флориди (University of Central Florida, UCF) розробили новий матеріал, який робить процес розщеплення морської води більш ефективним. І це досягнення в майбутньому може стати основою нового джерела екологічно чистого водневого палива.

Янг Янг (Yang Yang), дослідник з університету Центральної Флориди, працює над технологіями отримання водню пртягом вже майже десяти років. Основним напрямком його роботи були пошуки каталізаторів для реакції розщеплення води під впливом енергії світла. Але, на жаль, практично всі фотокаталізатори не можуть працювати в неочищеній морській воді, вони швидко приходять в непридатність через високу концентрацію солей і наявності у воді матеріалів біологічного походження. Проте, групі Янга все ж вдалося розробити новий вид фотокаталізатора на основі наноструктурованого матеріалу.

Основою наноматеріалу фотокаталізатора є тонка плівка з діоксиду титану, матеріалу, широко використовуваного в інших видах фотокаталізаторів. У цій плівці хімічним шляхом зроблено безліч крихітних отворів з характерними внутрішніми виступами. А поверхня цих виступів покрита шаром дисульфіду молібдену, “умовно двомірного” напівпровідникового матеріалу.

Крім того, що цей каталізатор ефективно працює в морській воді, він поглинає і використовує енергію світла більш широкого спектра, ніж інші каталізатори, захоплюючи частину ультрафіолетового діапазону, весь діапазон видимого світла і частину близького інфрачервоному діапазону спектра, що дає йому ефективність, яка в два рази перевищує ефективність роботи інших фотокаталізаторів.

Ефективність роботи нового нанокаталізатори робить процес отримання водневого палива більш вигідним, ніж пряме отримання електричної енергії за допомогою традиційних сонячних батарей. Більш того, водень, при наявності відповідних технологій, легше накопичувати про запас і транспортувати в місця, де виникає необхідність у додатковій енергії. А сам гібридний наноматеріал, з якого складається фотокаталізатор, проводиться досить просто з поширених матеріалів, що визначає його дешевизну.

Слід зазначити, що до розробки наноматеріалу нового фотокаталізатора доклали руки і вчені з Тихоокеанської Північно-західної Національної Лабораторії, Вашингтон, і університету Цінхуа, Китай. А в своїх подальших дослідженнях вчені працюватимуть над збільшенням ефективності каталізатора, над розробкою технологій його масового виробництва і над технологіями отримання водню і одночасної очищення стічних вод.