Создан новый фотокатализатор для расщепления воды

Группа японских исследователей модернизировали титанат стронция — известный фотокатализатор — таким образом, что его внешний квантовый выход по расщеплению воды достиг 96%. Свою статью исследователи опубликовали в журнале Nature.

Поскольку планета продолжает нагреваться из-за выбросов парниковых газов, исследователи ищут альтернативы сжиганию бензина в автомобилях, так как именно этот фактор вносит значительный вклад в выбросы углекислого газа. Одна из основных областей исследований связана с заменой бензина в автомобилях водородом. При сгорании этого газа не выбрасывается никаких парниковых газов. Однако применение водородной энергетики пока что экономически невыгодно.

В новой работе исследователи по-новому взглянули на использование титаната стронция — перспективного фотокатализатора. Еще с конца 1970-х годов ученые знали, что его можно использовать для фотокаталитического разделения молекул воды, но до сих пор не могли найти наиболее экономичный путь его использования. В новой работе физики предложили несколько подходов для решения этой проблемы.

Во-первых, ученые подавили рекомбинацию зарядов внутри материала за счет повышения кристалличности и уменьшения числа химических дефектов в кристаллической решетке. Во-вторых, ученые использовали селективное осаждение со-катализаторов на гранях кристаллов для дополнительного подавления рекомбинации зарядов. В-третьих исследователи предотвратили нежелательные побочные реакции, покрыв родиевый со-катализатор защитным кожухом из соединения хрома.

Сочетание всех этих улучшений в методике привело к более высокому внешнему квантовому выходу (доля фотонов, поражающих реакцию, которую фотокатализатор может использовать для разделения молекул воды). Авторам удалось достичь значения этого показателя в 96% при использовании новой методики при облучении. Однако исследователям требуется еще усовершенствовать свою методику, прежде чем ее можно будет использовать в реальных условиях. Однако, по словам исследователей, что их работа показывает жизнеспособность такого подхода.

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