Nanomaterialer lover at producere brint fra vand

Brint lover som en billig form for ren energi, men at finde en effektiv og overkommelig måde at producere brændstoffet fra vand - en teknik kendt som vandspaltning - er fortsat en vigtig videnskabelig udfordring.

En forsker fra University of Houston arbejder sammen med en kollega i Taiwan for at bruge hule guld-sølv nanoskaller til at øge effektiviteten af ​​fotokatalysatorer, hvor de kombinerede nanokompositmaterialer genererer brint fra vand, kun drevet af sollys.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair i kemi og associeret dekan for forskning i UH College of Natural Sciences and Mathematics, sagde nanoskallerne tillader det sammensatte fotokatalysatorsystem at absorbere et bredere spektrum af tilgængeligt lys, forbedre fotokatalysatorens evne til at adskille brint fra vandet, efterlader kun ilt som biprodukt.

Lee er også tilknyttet Texas Center for Superconductivity på UH. Hans arbejde på projektet er finansieret af $150, 000 tilskud fra U.S. Air Force Office of Scientific Research og følger flere års deltagelse i U.S. Air Force-Taiwan Nanoscience Initiative. Hans samarbejdspartner, Tai-Chou Lee fra National Central University i Taoyuan City, Taiwan, var tidligere post-doc forsker i sit laboratorium på UH.

Brint kan bruges i form af brændselsceller til at drive elmotorer eller brændes i forbrændingsmotorer. Men at finde en praktisk, billig og miljøvenlig måde at producere store mængder hydrogengas har været undvigende.

Det meste brint i dag produceres gennem dampmetanreformering og kulforgasning, metoder, der mangler bærbarhed og øger brændstoffets CO2-fodaftryk på trods af, at det brænder rent. At kunne producere brint pålideligt og billigt kun ved brug af vand og sollys ville være et stort gennembrud.

Lees laboratorium fokuserer på nanopartikler, tynde film og belægninger i nanoskala og andre nanomaterialer til energi- og sundhedsindustrien, mens Tai-Chou Lee - de to er ikke beslægtede - arbejder med fotokatalyse, bruge lys til at udløse en kemisk ændring.

UH's Lee sagde, at det at sætte de to sammen - ved hjælp af overflademodificerede hule guld-sølv nanoskaller for at øge effektiviteten af ​​Tai-Chou Lees katalysator - er en kombination af fundamental forskning med en slutanvendelse.

Mens traditionelle fotokatalysatorer typisk absorberer lys i de synlige områder med ultraviolet og kort bølgelængde, tilføjelse af nanoshells gør det muligt for katalysatorsystemet at gøre yderligere brug af lange bølgelængder synlige og nær infrarøde bølgelængder, at øge dens samlede effektivitet.

Forskerne offentliggjorde sidste år tidlige resultater fra arbejdet; Lee sagde, at den seneste bevilling vil give ham mulighed for at forbedre effektiviteten af ​​nanoskallerne, som er lavet af en kombination af guld og sølv, men belagt med et dielektrisk materiale, der er afgørende for at opnå rigelig brintproduktion.

"Hvis du kan bruge solskin til at generere brændstof fra vand, det er en virkelig ren energikilde, " sagde Lee.