Ученые усовершенствовали способ получения чистого топлива из воды

МОСКВА, 17 окт — РИА Новости. Японские ученые придумали новый полупроводниковый материал для электрохимического расщепления воды. Фотоаноды из этого материала позволят значительно эффективнее получать водородное топливо, используя только воду и солнечную энергию. Это еще один шаг на пути к идеально чистому топливу. Результаты опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.

Водород — один из наиболее перспективных источников чистой энергии. Запасы его на планете практически не ограничены, но методы получения пока очень дорогие. Самый известный из них — фотоэлектрохимическое расщепление воды. Если в качестве источника энергии использовать солнечные батареи, схема становится не только низкозатратной, но и абсолютно экологически чистой.

Суть ее заключается в том, что главный элемент фотоэлектролитической установки по расщеплению воды — фотоанод — подсоединяется к солнечной батарее и металлическому проводу, который действует как катод. Материал такого фотоанода должен обладать полупроводниковыми свойствами, а также быть очень устойчивым к окислению, так как одним из продуктов расщепления молекул воды является свободный кислород.

Попытки производить фотоаноды из оксинитридов металлов были не очень успешными, так как оксинитриды не обладают необходимой стойкостью и быстро самоокисляются под воздействием света. В качестве альтернативы некоторые исследователи предлагались оксифториды, не подверженные самоокислению. В частности, речь шла об оксифториде титана и свинца Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2.

Ученые из Токийского технологического института во главе с профессором Казухико Маедой (Kazuhiko Maeda) провели детальное исследование фотоэлектрохимических характеристик этого соединения при разном освещении и приложенном напряжении и предложили модифицировать поверхность оксифторидного анода другими соединениями. По их мнению, это сильно повысит производительность за счет увеличения фототока в системе.

Исследователи изготовили несколько анодов, поверхность которых была дополнительно покрыта сначала оксидом титана, а затем оксидами кобальта. Эксперименты подтвердили высокую эффективность новых фотоанодов.

«

"До сих пор оксинитриды и подобные соединения рассматривались как перспективные, но трудные в обращении материалы для фотоанодов из-за присущей им нестабильности к самоокислению. Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2 представляет собой долгожданный прорыв в этом направлении", — приводит слова Казухико Маеды пресс-служба Токийского технологического института.