Синтезирован новый фотокатализатор водорода

Ученые из Токийского технологического института разработали гибридный материал, состоящий из нанолиста оксида металла и светопоглощающего красителя. Он может расщеплять молекулы воды под действием солнечного света на водород и кислород. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Из-за истощения запасов ископаемых видов топлива и экологических проблем ученые со всего мира стараются найти методы дешевого производства альтернативных экологически чистых видов топлива, таких как водород. Один из самых перспективных способов получения этого газа заключается в фотокаталитическом расщеплении воды на водород и кислород. В нем излучение солнца индуцирует распад молекул воды с помощью специального катализатора. Однако эффективность катализаторов оказывается зачастую не очень высокой, а их высокая стоимость снижает коммерческий интерес.

Теперь исследователи из Токийского технологического института разработали новый фотокатализатор, который состоит из наноразмерных листов оксида ниобия-кальция HCa₂Nb₃O₁₀ с внедренными в него атомами платины и молекул красителя на основе комплекса рутения(II). Также ученые пробовали использовать вместо платины оксиды ванадия и алюминия, однако эти соединения не показали существенного увеличения эффективности катализатора.

Известно, что оксиды металлов фотокаталитически активны для разделения воды на водород и кислород, однако для такого преобразования они зачастую используют излучение вне видимого диапазона. Поэтому ученые использовали рутениевый комплекс, который улавливает свет видимого диапазона и отдает свой электрон в зону проводимости металлического оксида. Квантовый выход нового катализатора составил всего 2,4%, однако скорость получения водорода с помощью него ученым удалось увеличить почти в 250 раз по сравнению с предыдущими работами.

Полученные показатели — одни из самых высоких для фотокатализаторов, использующих для преобразования воды область видимого спектра. Теперь ученые планируют оптимизировать конструкцию гибридного материала и повысить его эффективность.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.