Водород из солнечного света. Ученые разработали материал, который может удешевить производство экологического топлива

Исследователи из Университета штата Орегон под руководством Кириакоса Стилиана создали новый класс материалов, способных использовать энергию света для получения водорода из воды. Это открытие потенциально может стать более экологичным и дешевым способом превращения солнечной энергии в топливо, широко используемое в транспорте, промышленном производстве аммиака и пластмасс.

Как пояснил руководитель проекта, фотокатализатор работает подобно обычному катализатору, ускоряющему реакцию без необратимых изменений, но активизирующемуся именно под действием света. Поглощая его, материал переходит в высшее энергетическое состояние. Результаты этого исследования, обнародованные в журнале Американского химического общества, предоставляют ученым новый действенный инструмент для сокращения выбросов парниковых газов и борьбы с изменением климата.

В основе разработки лежат металлоорганические каркасы (МОК) — кристаллические ячеистые структуры, которые можно гибко модифицировать. Они состоят из ионов металлов и органических линкерных молекул. Ученые сосредоточились на каркасе под названием BVR-19, содержащем необычную связь между атомами сульфида. Под действием света она временно разрывается, образуя высокореактивные соединения серы. Благодаря этому материалу не требуются дополнительные дорогостоящие металлические катализаторы, что существенно упрощает проектирование будущих систем. Кроме того, BVR-19 спонтанно образуется в водных растворах при комнатной температуре, экономя энергию на синтез.

Сегодня основным промышленным методом остается паровая конверсия метана, выделяющая CO2. В то же время экологический водород с помощью электролиза стоит около 5 долларов за килограмм против 1,50 доллара за традиционный. Новая разработка может помочь получить более доступное экологически чистое топливо для будущих поколений.