Химики из Университета Рочестера создали рекордно долгоживущую систему для производства водорода при помощи энергии солнечного света. Работа ученых опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание пересказывает ScienceNow.
Сложность использования энергии солнца для непосредственного синтеза газообразного водорода заключается в том, что большинство органических красителей, которые для этого используются, быстро разрушаются. Поэтому, авторы решили обратиться к нанокристаллам полупроводников, которые тоже способны поглощать свет определенной длины волны (их квантовые свойства определяются размером), но при этом гораздо более устойчивы.
В основе полученной системы лежат нанокристаллы селенида кадмия (CdSe), и ионы никеля, которые катализируют непосредственный синтез молекулярного водорода. Ионы никеля находятся в водном растворе, поэтому для того, чтобы туда же поместить нанокристаллы, авторы нанесли на них гидрофильное покрытие из дигидролипоевой кислоты. Вещество подобрано таким образом, чтобы обеспечивать растворение твердых наночастиц, но при этом не обволакивать их полностью, так как для работы требуется обеспечить контакт между кристаллами и раствором.
В результате, ученые получили довольно эффективную систему, в которой почти каждый третий поглощенный квант использовался для производства водорода. Каждая наночастица производила около 7 тысяч молекул водорода в час, при этом процесс мог продолжаться в течение нескольких недель.
Водород часто рассматривают как перспективную замену ископаемому топливу в качестве аккумулятора энергии. Его сгорание приводит к образованию только одного вещества - воды. Однако, и производство водорода путем гидролиза, и его хранение на сегодняшний день представляют очень серьезные технические трудности.