Водород является примерно самым чистым топливом вокруг; сожгите его, и единственный выхлоп является водой. Теперь исследователи развили наиболее эффективный метод все же для генерации водорода: новый фотокатализатор, использующий свет для ломки обособленно молекул воды.Одним из самых простых способов получить водород является электролиз: электрический ток разделяет молекулы воды на их составляющие атомы водорода и атомы кислорода.
Предыдущая работа предложила дразнящую возможность ведущего электролиза со взволнованными электронами, сгенерированными в солнечных батареях. К сожалению, эти материалы не создали достаточного количества сока под видимым светом.Бригада во главе с Чжиган Цзоу из Национального Института Наступающей Промышленной Науки и техники в Цукубе, Япония, улучшила солнечные батареи путем щипания фотокатализатора для получения то, что Цзоу называет «правильной шириной запрещенной зоны».
Ширина запрещенной зоны является мерой энергетического дифференциала между двумя электронными государствами. С надлежащей шириной запрещенной зоны могут обеспечить отрицательно наполненные электроны, падающие от выше для понижения государство, достаточно энергии должно было разделить водород из воды. Одновременно, носители положительного заряда, известные как электронные вакансии или отверстия, окисляют воду к кислороду. Это заканчивает схему и позволяет реакции продолжиться.
Группа Цзоу начала с окиси индиевого тантала, материал, который, как показалось, имел некоторую фотокаталитическую деятельность, но был неэффективен под видимым светом, потому что его ширина запрещенной зоны не достаточна. Они лакировали состав с никелем и нашли, что этот произведенный водород и кислород в количествах, значительно больше, чем нелегированные образцы, когда приостановлено в воде и, выставили видимому свету, отчетам бригады в выпуске 6 декабря Природы. Цзоу приписывает улучшение тонкого изменения в кристаллической структуре, производящей желаемую электронную ширину запрещенной зоны.
«Это – прорыв», говорит Акихико Кудо, прикладной химик в Научном университете Токио, также работавший над проблемой. «Существует все еще большая работа, которая будет сделана, но это, вероятно, будет влиять на курс будущего исследования», добавляет он. Цзоу признает, что темп реакции является все еще слишком низким для практических применений.
Он говорит, однако, что, если катализатор может быть улучшен, он будет однажды использоваться для превращения воды и солнечного света в чисто горящее топливо.