Opracowali go przedstawiciele Drexel University, którzy przekonują, że dzięki ich podejściu można produkować zielony wodór z wykorzystaniem światła słonecznego. Oparty na tlenku tytanu materiał jest używany w procesie fotokatalizy, za sprawą którego można separować wodór, by spożytkować go następnie w formie paliwa.
Czytaj też: Mamy przełom! Wynaleziono sposób na produkcję paliwa do reaktorów fuzyjnych
Fotokataliza pozwala na pozyskiwanie wodoru z wody przy użyciu światła słonecznego i od dawna stanowiła obiekt zainteresowania naukowców. Niestety, jak na razie nie zyskała większej popularności, ponieważ materiały katalityczne umożliwiające ten proces mogą przetrwać zaledwie 1-2 dni. W efekcie trudno sobie wyobrazić ich długotrwałe stosowanie z zachowaniem zadowalającej wydajności. A bez tego nie ma możliwości komercyjnego użycia na dużą skalę.
Dzięki ostatnim postępom może się to zmienić, o czym czytamy na łamach Matter. Oparty na tlenku tytanu materiał najwyraźniej pozwala na utrzymywanie fotokatalizy przez długie miesiące i może stanowić podstawę produkcji paliwa wodorowego, które byłoby prawdziwie ekologiczną alternatywą dla obecnie stosowanych, takich jak ropa naftowa czy gaz ziemny.
Wodór pozyskiwany z wykorzystaniem fotokatalizy opartej na nowym materiale mógłby stanowić przydatne paliwo
Rzeczony fotokatalizator składa się z jednowymiarowych nanofilamentów z tlenku tytanu. Jego stabilność została potwierdzona nawet przy 6 miesiącach działania, co jest ogromnym postępem względem wcześniejszych wyników. Jedną z cech wyróżniających procesu wykorzystywanego do pozyskania tego materiału było użycie wodnego roztworu wodorotlenku tetrametyloamoniowego. W takich właśnie okolicznościach powstały nici na bazie tlenku tytanu napędzające reakcję separacji wodoru z cząsteczek wody przy udziale światła słonecznego.
W czasie testów naukowcy pięć różnych materiałów fotokatalitycznych opartych na tlenku tytanu. W tym celu zanurzali je w roztworze wodno-metanolowym i wystawiali na działanie światła widzialnego w ultrafiolecie mającego naśladować słońce. Pod uwagę wzięto ilość wytwarzanego wodoru, czas trwania aktywności oraz liczbę fotonów ze światła wytwarzającego wodór w czasie interakcji z materiałem. Zestawiając te wyniki z osiąganymi przez obecnie stosowany komercyjnie materiał, znany jako P25, okazały się one znacznie lepsze. Rezultat był szczególnie imponujący w przypadku jednego kandydata, który wykazywał 10-krotnie lepsze wyniki.
Czytaj też: Znaleźli sposób na tanie magazynowanie energii. To rewolucja, o jakiej nawet nie myśleliśmy
Równie istotna jest wydajność utrzymująca się na wysokim poziomie nawet po upływie 180 dni. Członkowie zespołu badawczego podsumowują, iż zaprojektowany przez nich materiał jest stosunkowo tani w produkcji, łatwy do skalowania i wysoce stabilny w wodzie. Z tego względu warto będzie przeprowadzić dalsze eksperymentu mające na celu sprawdzenie go w różnych procesach fotokatalitycznych.
