Свет – неисчерпаемый источник энергии

Кремний поглощает дневной свет и передает энергию катализаторам, которые, в свою очередность, используют ее для расщепления воды на молекулы водорода и кислорода. Полученный водород - готовое топливо.

Таким образом, теоретически устройство сможет стать неисчерпаемым источником энергии, для которого требуется наличие только только воды и солнца. Нужна доработка технологии для придания ей большей практичности.

В целом мысль использования полупроводника для расщепления воды ни чуточки не нова. И все-таки арсенид галлия - достаточно дорогой материал, а при длительном контакте с водой устройство ржавеет, становясь непригодным для использования.

Молекула воды распадается на положительно заряженные ионы водорода, или протоны, и отрицательно заряженные атомы кислорода. Далее единственный из катализаторов должен содействовать образованию связи между двумя атомами кислорода для получения О2, в то час как другой катализатор связывает два атома водорода с двумя электронами для создания H2.

Три года команда во главе с химиком Дэниелом Носера из Массачусетского технологического института частично решила эту проблему, задействовав в процессе формирования молекул O2 своеобразный катализатор на основе кобальта и фосфора. Уникальность катализатора заключалась в его способности растворяться и преобразоваться в ходе каталитического цикла.

И вот на днях Носера сообщил о разработке дешевого катализатора, в котором для формирования H2 используются сию минуту три различных металла, что позволяет объехать проблему с платиной. Состав нового катализатора в то момент как неизвестен, так как работа все ещё не опубликована и находится на стадии патентирования. Со слов Носера стало известно, что три металла имеют различные функции.

Начальный, как деятельный ингредиент в препарате, соединяет молекулы Н2. Второй изначально предназначен для удержания двух других металлов в обрабатываемом сплаве. После этого нанесения сплава на поверхность в результате контакта с водой второй металл растворяется, оставляя два прочих металла внутри пористого материала. Это позволяет увеличить площадь поверхности для протекания реакции H2.

В обычных условиях эта реакция резво затухает благодаря наличию фосфат-ионов. Для выведения фосфата с поверхности материала команда Носера и добавила третий металл, обеспечивший, таким образом, непрерывное функционирование устройства. Для создания искусственного листа команда MIT нанесла катализаторы на противоположные стороны кремниевой пластинки. Кремний поглощает явственный свет и передает активные отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные электронные вакансии катализаторам на противоположных сторонах для формирования Н2 и О2.

На самом деле солнечный коллектор, конечно, представляет собой нечто больше сложное, чем сплошная плитка кремния. Это без труда необходимо, вследствие того что как напряжение, необходимое для расщепления воды, составляет, по меньшей мере, в 1,23 вольт, в то время как одни кремниевый ингредиент обеспечивает только 0,5 вольт.

Потому команда Массачусетского технологического института использовала доступный материал, состоящий из трех слоев кремниевых элементов, что дало им достаточное натуга для возбуждения реакции расщепления воды. Свежеиспеченный катализатор оказался ещё очень стабильным. Команда исследователей в течение недели тестировала устройство, используя воду из близлежащей реки Чарльз в Кембридже, и за это момент не заметила какого-либо снижения эффективности его работы.

Осталось познать, сможет ли устройство так же результативно вкалывать и в морской воде. Если да, то это могло бы существенно снизить стоимость производства водородного топлива.