W praktyce oznacza to zastosowanie światła słonecznego w celu rozszczepiania wody. Produktem końcowym tego procesu jest wodór i tlen. Jak wyjaśniają członkowie zespołu badawczego stojący za ostatnimi postępami, w skład takich hydrożeli mogą wchodzić na przykład kompleksy rutenu i nanocząsteczki platyny. Ich wzajemne oddziaływania sprawiają, że możliwe staje się naśladowanie procesu fotosyntezy.
Czytaj też: Ten materiał ma niebywale właściwości na poziomie kwantowym. Poszukiwano go od lat
Naukowcy z Japonii postawili na łatwo dostępne elementy, tj. światło słoneczne i wodę wykorzystywane w produkcji wodoru w sposób przyjazny dla środowiska. Pierwiastek ten może świetnie sprawdzać się w formie paliwa, ponieważ ma zadowalającą gęstość energii przy jednoczesnym braku powstawania szkodliwych dla środowiska emisji w czasie jego spalania. Niestety metody pozyskiwania wodoru są mało opłacalne ekonomicznie, przez co trudno jest doprowadzić do popularyzacji tego źródła energii.
A nawet jeśli taki scenariusz zostaje zrealizowany, to zwykle dotyczy wodoru produkowanego z wykorzystaniem paliw kopalnych, co podważa całą ideę ekologii. Być może wyjście z sytuacji zostało odnalezione w Japonii. Tamtejsi inżynierowie postanowili skupić się na projektowaniu hydrożeli o precyzyjnie zaprojektowanej strukturze wewnętrznej.
Wodór jest wydajny pod względem energetycznym a zarazem jego spalanie nie prowadzi do powstawania szkodliwych emisji
W grę wchodzą sieci polimerowe działające na zasadzie podobnej do szkieletu. Ostatecznie taka struktura ma natomiast przełożenie na to, z jaką wydajnością zachodzi konwersja energii. To ze względu na fakt, iż struktura wewnętrzna wpływa na transfer elektronów. To bardzo istotny aspekt rozszczepiania wody na wodór i tlen. Co istotne, w ramach najnowszego podejścia do tematu członkom zespołu badawczego udało się uniknąć problemów, z którymi zmagały się poprzednie układy oddelegowane do prowadzenia fotosyntezy.
Jak przyznają sami zainteresowani, najwięcej trudności brało się z kwestii ustawiania cząstek tak, aby skutecznie przenosiły one elektrony. Wcześniej problemy pojawiały się, gdy owe molekuły się ze sobą łączyły, co zmniejszało wydajność produkcji wodoru. Hydrożel z siecią polimerową okazał się pod tym względem strzałem w dziesiątkę. Ma to wpływ na wydajność, z jaką zachodzi cały proces.
Czytaj też: Skandynawska odpowiedź na kryzys energetyczny zachwyca ekspertów. Może zasilić małe miasto
Mimo zadowalających rezultatów naukowcy nie mogą spocząć na laurach. Ich dalsze plany będą obejmowały zwiększenie skali produkcji tych hydrożeli i zapewnienie im odpowiednio wysokiej stabilności. Poza tym badacze będą dążyli do dalszego zwiększania wydajności konwersji energii hydrożeli. Być może uda się to osiągnąć przez wykorzystanie nowych typów cząsteczek bądź reorganizację struktury wewnętrznej hydrożeli.