Za tym potencjalnym przełomem stoją naukowcy z Uniwersytetu Michigan, którzy opisali swoje dokonania na łamach Nature. Jak wyjaśnia jeden z autorów badań, jego zespół wierzy, że urządzenia służące do prowadzenia sztucznej fotokatalizy będą znacznie bardziej wydajne niż jej naturalna forma. W przyszłości powinno to ułatwić dążenia do neutralności węglowej.
Czytaj też: Produkcja półprzewodników w Rosji. Kraj bierze sprawy we własne ręce
Zetian Mi dodaje, że udało mu się zmniejszyć rozmiar półprzewodnika, czyli najdroższej części urządzenia. Ma on samoregnerujący się charakter i jest w stanie wytrzymać nawet bardzo wysoce natężone światło słoneczne. Obniżając koszty produkcji “zielonego” wodoru, naukowcy mogliby zapewnić dostęp do surowca, który potrzebny jest w wielu procesach chemicznych i może być stosowany w formie paliwa bądź jednego z jego składników.
Nowy półprzewodnik jest wykorzystywany w procesie sztucznej fotokatalizy
Aby można było ogłosić sukces potrzeba jednak kilku mniejszych osiągnięć. Jedno z nich obejmuje zdolność do skupiania światła słonecznego bez uszkodzenia półprzewodnika odgrywającego istotną rolę w jego przechwytywaniu. Drugie dotyczy natomiast rozszczepiania wody przy użyciu wyższej energii widma słonecznego i ogrzewaniu reakcji przy użyciu niższej energii widma.
Zmniejszyliśmy rozmiar półprzewodnika ponad 100 razy w porównaniu z niektórymi półprzewodnikami działającymi tylko przy niskiej intensywności światła. Wodór produkowany przez naszą technologię mógłby być bardzo tani. wyjaśnia Peng Zhou
Im więcej ciepła, tym łatwiej rozdzielić i utrzymać w takim stanie wodór oraz tlen. Dzięki temu udało się też pozyskać dodatkowe zasoby wodoru. Ze wspomnianej publikacji wynika, że wydajność takiego rozwiązania wynosi 9,2% przy udziale czystej wody, skoncentrowanego światła słonecznego i fotokatalizatora z azotku indowo-galowego.
Czytaj też: Paliwo przyszłości z niczego. Ten imitujący fotosyntezę generator wodoru może odmienić świat
Kiedy jednak eksperyment został wyniesiony poza laboratorium, skuteczność przekształcania energii słonecznej w paliwo wodorowe wyniosła nieco mniej, bo 6,1%. W ramach dalszych wysiłków naukowcy zamierzają zwiększyć wydajność całego procesu oraz pozyskiwać jeszcze czystszy wodór, który mógłby być bezpośrednio wykorzystywany w ogniwach paliwowych.