Ich maszyna łączy w sobie halogenkowe półprzewodniki perowskitowe nowej generacji z elektrokatalizatorami. Wszystko to w formie jednego urządzenia, które może być tworzone na masową skalę. Dzięki takiemu podejściu produkcja wodoru powinna zdecydowanie zyskać na popularności, zwiększając wykorzystanie go w formie paliwa.
Czytaj też: Powstanie Centralna Dolina Wodorowa. Wiemy, które województwa obejmie
W odróżnieniu od konwencjonalnie stosowanych paliw kopalnych, takie jest znacznie bardziej ekologiczne. Problem polega na tym, że w większości wodór stanowi produkt uboczny obróbki na przykład ropy naftowej. Trudno więc nazywać takie paliwo ekologicznym, jeśli jego otrzymywanie wiąże się z emisjami gazów cieplarnianych.
Stosując inne podejście, oparte na świetle słonecznym, półprzewodnikach perowskitowych oraz elektrokatalizatorach, można zrewolucjonizować ten sektor. Na czele zespołu badawczego zajmującego się projektem opisywanego urządzenia stanął Aditya Mohite. Wraz ze współpracownikami stworzył zintegrowany fotoreaktor z barierą antykorozyjną, która izoluje półprzewodnik od wody bez utrudniania przenoszenia elektronów.
Nowa metoda produkcji wodoru pozwala na uzyskanie ponad 20-procentowej wydajności w zakresie konwersji światła słonecznego
O szczegółach całego przedsięwzięcia naukowcy piszą na łamach Nature Communications. Najważniejszy wniosek? Nowe urządzenie osiąga 20,8% wydajności w zakresie konwersji energii słonecznej na wodór. Możemy mówić o małej rewolucji, ponieważ wykorzystywane do tej pory technologie fotoelektrochemiczne w produkcji zielonego wodoru cechowały się relatywnie niską wydajnością i wysokimi kosztami ze względu na ceny półprzewodników.
Czytaj też: Cyfrowy bliźniak na ratunek. Jak naukowcy chcą popularyzować wodór?
Tutaj mówimy natomiast o wysokiej skuteczności i niskich kosztach dzięki wykorzystaniu taniego półprzewodnika. Największym problemem dla autorów było to, że perowskity halogenkowe cechują się niską stabilnością w kontakcie z wodą. W efekcie powłoki stosowane do izolowania półprzewodników nie sprawdzały się w tej funkcji tak, jak można byłoby tego oczekiwać. Rozwiązaniem problemu okazało się zastosowanie dwóch warstw. Jedna posłużyła do blokowania wody, natomiast druga – do zapewnienia kontaktu elektrycznego między warstwami perowskitu a warstwą ochronną.
