Найден эффективный фотокатализатор для получения водорода

Ученые из Университета штата Огайо смогли синтезировать молекулу, которая поглощает свет во всем видимом спектре. Она может выступать в качестве катализатора процесса образования водорода из воды с использованием солнечной энергии. О разработке авторы сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry.

Сегодня процесс преобразования солнечной энергии в электричество остается крайне малоэффективным. В очень редких случаях ученым удается повысить его КПД до 50%. Это характерно даже для способов, в ходе которых солнечный свет лишь косвенно используется для получения энергии.

Теперь американские исследователи синтезировали молекулу, которая может выступать в роли эффективного фотокатализатора процесса образования водорода из воды. Это соединение уникально не только потому, что способно увеличивать скорость расщепления воды, но и потому, что делает это в одиночку. Предыдущие разработки подобного рода опирались на двухмолекулярные системы, в которых каждый компонент играл свою роль. Но при таких переходах энергия терялась и КПД был намного меньше.

Исследователи выяснили, как сделать катализатор всего из одной молекулы — соединения родия. Согласно теоретическим расчетам, с использованием этого вещества возможно получить высокоэффективные устройства преобразования воды в водород. Такие свойства нового катализатора обусловлены его способностью поглощать излучение в широком диапазоне длин волн — от инфракрасного до ультрафиолетового.

Новая система оказалась в 25 раз эффективнее при облучении инфракрасным светом, чем предыдущие одномолекулярные системы, поглощающие в ультрафиолетовом диапазоне. Для анализа поглощающей способности синтезированной молекулы исследователи использовали светодиоды, которыми освещали подкисленные растворы, содержащие активную молекулу. При этом ученые заметили выделение водорода в системе.

Но перед внедрением новой технологии в нашу жизнь предстоит еще многое сделать. Родий является редким металлом и получать катализаторы из него довольно дорого. Команда работает над улучшением этой молекулы для получения водорода в течение более длительного периода времени. Также ученые планируют создать аналог этого катализатора из менее дорогих металлов.

Источник: https://indicator.ru/chemistry-and-materials/effektivnyi-fotokatalizator-vodoroda-22-01-2020.htm.