Солнечное топливо помогут получить новые катализаторы

В последнее время большинство ученых трудятся над созданием альтернативного вида топлива, которое станет более доступным и не будет оказывать негативного воздействия на экологию. Например, в университете Иллинойса придумали солнечную ячейку, работающую по принципу фотосинтеза. Она не только удаляет из атмосферы СО2, но производит высокотехнологичное топливо на основе солнечной энергии.

Параллельно ученые из технологического института Калифорнии в содружестве со специалистами Национальной лаборатории Беркли вывели оптимальный метод поиска катализаторов для получения солнечного топлива, которое признано оптимальной альтернативой нефти, газу, твердому топливу. Кроме того, оно считается самым экологичным — для его производства нужна лишь солнечная энергия, вода и углекислый газ.

Формулу воды Н2О знает каждый. Для выпуска альтернативного топлива необходимо «извлечь» из нее атомы водорода, которые затем соединяются с углекислым газом. Но есть одна проблема: под воздействием солнечного света процесс распада молекулы воды на атомы происходит крайне медленно, для его ускорения требуется помощь дополнительных элементов — катализаторов. За последние четыре десятилетия ученые открыли более полутора десятка таких соединений — фотоанодов. Однако методы их обнаружения, которые применялись до сегодняшнего дня, уже устарели, они очень длительные и трудоемкие.

Инновационные метод эффективно сочетает теоретическую часть (компьютерные технологии) и экспериментальный подход. Ученые изучают имеющиеся в базе данных вещества и, обнаружив фотоаноды, оперативно проводят их испытания.

С помощью нового метода уже изучено 200 веществ. В результате удалось обнаружить, что подходящей для окисления Н2О структурой обладают молекулы, в которых присутствуют атомы ванадия, кислорода и еще одного элемента (любого). Эти компоненты вполне могут быть использованы для создания солнечного топлива. Более того, как рассказал руководитель проекта Джеффри Нитон, параллельно с обнаружением самих фотоанодов ученым удалось выявить ряд новых фактов, касающихся их электронной структуры.

Источник: phys.org