Новый фотокатализатор для производства водорода

Исследователи из Института науки Токио разработали инновационный фотокатализатор, способный улавливать длинноволновый видимый свет для эффективного производства водорода. Эта разработка превосходит традиционные фотокатализаторы, открывая новые перспективы для возобновляемой энергетики.

Традиционные фотокатализаторы, используемые для преобразования солнечной энергии в водород, обычно поглощают лишь часть видимого спектра. Это приводит к неэффективному использованию солнечной энергии. Новая разработка, основанная на применении осмия вместо рутения в качестве центрального элемента комплекса, значительно расширяет диапазон поглощаемого света, достигая длин волн до 800 нанометров.

Таким образом, система может улавливать более широкий спектр солнечного излучения, генерируя больше возбужденных электронов и повышая эффективность производства водорода. Эффективность преобразования солнечной энергии в водород возросла до двух раз по сравнению с традиционными системами.

Дей-сенсибилизированные фотокатализаторы создаются путем соединения катализатора с молекулой красителя, которая поглощает видимый свет. Молекула красителя функционирует как мини-антенна, улавливая солнечный свет и передавая энергию на поверхность катализатора.

«Осмий оказался ключевым элементом, позволяющим получать доступ к длинам волн, недоступным для рутениевых комплексов, что привело к двукратному увеличению эффективности производства водорода», — отмечает профессор Казухико Маэда.

Повышенная эффективность означает, что фотокатализатор может преобразовывать больше падающих фотонов в химическую энергию, даже при слабом или рассеянном солнечном свете. Это особенно важно для таких технологий, как искусственный фотосинтез и материалы для преобразования солнечной энергии, работающие в реальных солнечных условиях. Данное исследование закладывает основу для фотокатализаторов следующего поколения, открывая путь к будущим технологиям и более широкому использованию возобновляемых источников энергии.