SVETLO NA VÝROBU VODÍKA
LACNEJŠIE A MENEJ TOXICKÉ
Zmäkčovanie fotosyntézy v rastlinách, používanie svetla na premenu stabilných a bohatých molekúl, ako je voda a CO2, na vysokoenergetické palivo (vodík) alebo na chemické látky v priemyselnom záujme, je dnes veľkou výskumnou výzvou. Avšak dosiahnutie umelej fotosyntézy v roztoku je naďalej obmedzené použitím nákladných a toxických zlúčenín na báze kovov na zber svetla.
Výskumníci v CNRS, CEA a Universite Grenoble Alpes navrhujú účinnú alternatívu pomocou polovodičových nanokryštálov (tiež nazývaných kvantové body) založené na lacnejších a menej toxických prvkoch, ako je napríklad meď, india a síra. Ich práca bola zverejnená 10. apríla 2018 v oblasti energie a životného prostredia.
V umelých fotosyntéznych systémoch chromofóry alebo "fotosenzibilizátory" absorbujú energiu svetla a prenášajú elektróny na katalyzátor, ktorý aktivuje chemickú reakciu.
Hoci sa v posledných rokoch dosiahol značný pokrok vo vývoji katalyzátorov bez vzácnych kovov, fotosenzibilizátory sa naďalej spoliehajú hlavne na molekulárne zlúčeniny obsahujúce vzácne a drahé kovy, ako je ruténium a iridium, alebo na anorganické polovodičové materiály obsahujúce kadmium, toxický kov.
Po prvýkrát demonštrovali výskumníci z departementu Chimie Moleculaire (CNRS / Universite Grenoble Alpes) a SyMMES (CNRS / CEA / Universite Grenoble Alpes) [1] pripojením svojich odborných znalostí v oblasti polovodičového inžinierstva a fotokatalýzy, že je možné na výrobu vodíka veľmi efektívne kombináciou anorganických polovodičových nanokryštálov (kvantových bodov) vytvorených z jadra medi a indium sulfidu, chráneného sirníkom zinočnatého, s molekulárnym katalyzátorom na báze kobaltu.
Tento "hybridný" systém kombinuje vynikajúce absorpčné vlastnosti viditeľného svetla a vysokú stabilitu anorganických polovodičov s účinnosťou molekulárnych katalyzátorov. V prítomnosti prebytku vitamínu C, ktorý poskytuje elektróny do systému, vykazuje pozoruhodnú katalytickú aktivitu vo vode, najlepšie k dnešnej dobe s kadmovými bodmi bez kadmia.
Výkon tohto systému je oveľa vyšší ako výkon získaný s fotosenzibilizátorom na báze ruténia, kvôli veľmi vysokej stabilite anorganických kvantových bodov, ktoré sa môžu niekoľkokrát recyklovať bez zrejmej straty aktivity.
Tieto výsledky ukazujú vysoký potenciál takýchto hybridných systémov na výrobu vodíka pomocou slnečnej energie.
solardayly/