Nyt materiale kan generere brint fra salt og forurenet vand

Forskere ved Tomsk Polytechnic University sammen med teams fra University of Chemistry and Technology, Prag og Jan Evangelista Purkyne Universitet i Ústí nad Labem har udviklet et nyt 2-D materiale til at producere brint, som er grundlaget for alternativ energi. Materialet genererer effektivt brintmolekyler fra friske, salt, og forurenet vand ved udsættelse for sollys. Resultaterne offentliggøres i ACS -anvendte materialer og grænseflader .

"Brint er en alternativ energikilde. Således kan udviklingen af ​​brintteknologier kan blive en løsning på den globale energiudfordring. Imidlertid, der er en række spørgsmål at løse. I særdeleshed, forskere søger stadig efter effektive og grønne metoder til at producere brint. En af de vigtigste metoder er at nedbryde vand ved udsættelse for sollys. Der er meget vand på vores planet, men kun få metoder egnede til salt eller forurenet vand. Ud over, få bruger det infrarøde spektrum, hvilket er 43% af alt sollys, "Olga Guselnikova, en af ​​forfatterne og en forsker ved TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences, noter.

Det udviklede materiale er en trelags struktur med en tykkelse på 1 mikrometer. Det nederste lag er en tynd film af guld, den anden er lavet af 10-nanometer platin, og den tredje er en film af metal-organiske rammer af chromforbindelser og organiske molekyler.

"Under forsøgene vi vandede materiale og forseglede beholderen for at tage periodiske gasprøver for at bestemme mængden af ​​brint. Infrarødt lys forårsagede excitation af plasmonresonans på prøveoverfladen. Varme elektroner genereret på guldfilmen blev overført til platinlaget. Disse elektroner indledte reduktionen af ​​protoner ved grænsefladen med det organiske lag. Hvis elektroner når de katalytiske centre i metal-organiske rammer, sidstnævnte blev også brugt til at reducere protoner og opnå hydrogen, "Guselnikova forklarer.

Eksperimenter har vist, at 100 kvadratcentimeter af materialet kan generere 0,5 liter brint på en time. Det er en af ​​de højeste hastigheder, der er registreret for 2-D-materialer.

"I dette tilfælde, den metal-organiske ramme fungerede også som et filter. Det filtrerede urenheder og førte allerede renset vand uden urenheder til metallaget. Det er meget vigtigt, fordi, selvom der er meget vand på jorden, dens største volumen er enten salt eller forurenet vand. Derved, vi burde være klar til at arbejde med denne form for vand, "bemærker hun.

I fremtiden, forskere håber at forbedre materialet for at gøre det effektivt for både infrarøde og synlige spektre.

"Materialet viser allerede en vis absorption i det synlige lysspektrum, men dens effektivitet er lidt lavere end i det infrarøde spektrum. Efter forbedring, det vil være muligt at sige, at materialet arbejder med 93% af solens spektrale volumen, "Tilføjer Guselnikova.