Налийте собі склянку води і подивіться на неї. Ця вода містить рясне джерело палива, водень. Водень спалюється чистим, на відміну від енергетичних продуктів на основі бензину. Звучить занадто добре, щоб бути правдою? Вчені в Японії успішно розділили воду на водень і кисень, використовуючи легкі і ретельно розроблені каталізатори, і вони зробили це з максимальною ефективністю, що означає, що майже не було втрат і небажаних побічних реакцій. Цей останній прорив у виробництві сонячного водню робить ймовірність масштабованого, економічно життєздатного виробництва водню більш ніж імовірною, прокладаючи шлях для людства, щоб перейти на чисту енергію.
Розщеплення води за допомогою каталізаторів і сонячного світла, зване фотокаталізом, було перспективним методом досягнення виробництва сонячного водню протягом десятиліть. Однак більшість попередніх спроб дали лише зовнішню квантову ефективність менше 50%, що представляє труднощі в ефективному дизайні каталізатора для використання в реальному світі. Каталізатор повинен бути розроблений краще, щоб кожен поглинений фотон з джерела світла використовувався для створення водню. Запорукою підвищення ефективності стало стратегічне розміщення ко-каталізаторів і запобігання дефектів напівпровідника.
Опублікований у випуску Nature за 27 травня, Цуйоші Таката з Університету Сіншу та ін. прорвався через нові кордони у виробництві електроенергії, використовуючи титанат стронцію з алюмінієвим легуванням як фотокаталіст, властивості якого були широко вивчені і, отже, найкраще зрозумілі. Вони вибирають ко-каталізатори родію для водню з оксидом хрому, і кобальт-оксид для кисню, шляхом тонкої настройки їх для участі тільки в бажаних реакціях. Цей метод дозволив реакції не мати втрат рекомбінації.
Ці нові результати відкривають двері для досягнення масштабованого та економічно життєздатного виробництва сонячного водню. Їх стратегії проектування вдалося зменшити дефекти, які призводять до майже ідеальної ефективності, а отримані знання будуть застосовуватися до інших матеріалів з інтенсивним поглинанням видимого світла. Ще потрібно більше роботи, перш ніж ми зможемо запустити наші автомобілі на водні, тому що це дослідження було зосереджено на використанні ультрафіолетового світла і рясного видимого світла від Сонця, залишилося невикористаним. Однак цей великий прорив зробив цю можливість вже не надто хорошою, щоб бути правдою, а теоретично лише питанням часу. Сподіваюся, це заохотить вчених, дослідників та інженерів брати участь у цій галузі, в результаті чого використання сонячної водневої енергії набагато ближче.
