Ученые Технологического университета Чалмерса в Швеции предложили получать водород из воды и солнечного света без платины — металла, без которого такие технологии раньше почти не обходились. Технология опубликована в журнале Advanced Materials.
Платина является сокатализатором при производстве водорода с помощью солнечного света и воды — она ускоряет реакцию, но стоит дорого, встречается редко и добывается с экологическими рисками. При этом производство сосредоточено в нескольких странах, что делает технологию уязвимой и трудно масштабируемой.
Ученые предложили альтернативу, когда наночастицы электропроводящего пластика помещают в воду и освещают имитацией солнечного света. Почти сразу начинается фотокаталитическая реакция, при которой из воды выделяется водород, видимый по поднимающимся пузырькам.
Основная сложность заключалась в том, что такие полимеры обычно плохо работают в воде. Исследователи изменили структуру материала на молекулярном уровне, сделав его более «дружелюбным» к водной среде. Затем пластик превратили в наночастицы с более рыхлой внутренней структурой. Это усилило контакт с водой и ускорило перенос зарядов, необходимых для реакции.
Всего один грамм полимерного материала способен дать около 30 литров водорода за час, и для лабораторной системы это высокий результат, сравнимый с платиновыми аналогами. При этом сами проводящие полимеры можно производить дешевле и без токсичных реагентов.
Пока в эксперименте используется витамин С, который поддерживает реакцию, отдавая электроны. Далее ученые планируют полностью отказаться от добавок и научиться расщеплять воду на водород и кислород, используя только свет и воду. Это займет время, но отказ от платины уже снимает одно из главных ограничений и приближает технологии солнечного производства водорода к реальному применению.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России создали катализатор для водородных заправочных станций нового типа.
