Науковці здійснили прорив у штучному фотосинтезі водню

Ізраїльські вчені домоглися рекордного ККД перетворення води в водневе паливо за допомогою сонячної енергії - вони відразу подвоїли попереднє досягнення. Ще трохи й штучний фотосинтез стане економічно вигідним. Для цього вже досягнуту ефективність потрібно збільшити лише на 20-30%, пише Eco Technology.

Група вчених з Ізраїльського технологічного інституту представила на засіданні Американського хімічного товариства фотокаталізатор, який може перетворювати воду в водневе паливо за допомогою сонячного світла.

Чотири роки тому вчені розробили гетероструктуру зі сферичними квантовими точками з кадмію-селеніду, укладену в стрижень з сульфіду кадмію. Частинки кадмію-селеніду притягували позитивні заряди, а негативні акумулювалися на кінці стрижня, де розміщувалися частки платини. ККД реакції відновлення склав 100%.

Однак для повноцінного функціонування фотокаталітична система повинна підтримувати як реакцію відновлення, так і реакцію окислення, яка відбувається в кілька етапів і тому становить певну складність. До того ж її побічні продукти погіршують стабільність напівпровідника. Тому дослідники звернулися до нового з'єднання - бензиламіну. І виявили, що можуть виробляти водень з води, одночасно перетворюючи бензиламіни в бензальдегід.

«У цьому дослідженні ми трансформували процес з фотокаталізу в фотосинтез, тобто, сталася справжня конверсія сонячної енергії в паливо. Фотокаталітична система перетворила сонячну енергію у хімічні зв'язки, які здатні зберігатися, з коефіцієнтом конверсії сонячної енергії в хімічну 4,2%», - розповідає керівник проєкту Лілак Аміран.

Це новий світовий рекорд в області фотокаталізу, який у два рази перевершує минулий результат. Міністерство енергетики США встановило межу практичної можливості реалізації технології вироблення водню в результаті фотокаталізу на рівні 5-10%. Так що, за словами вчених, вони в одному кроці від економічно вигідного прямого перетворення сонячної енергії у водневе паливо.

Для подальшого зростання ефективності процесу вчені залучили штучний інтелект, який повинен допомогти їм з пошуком нових з'єднань з високими сонячно-хімічними перетвореннями. Швидше за все, в природі є щось більш ефективне, ніж бензиламіни й вчені планують це знайти.