Теперь исследователи из Университета Осаки разработали новый вид фотокатализатора для производства водорода из воды, который не только не содержит дорогих металлов, но и поглощает более широкий спектр солнечного света, чем когда-либо прежде. Группа недавно сообщила о своих выводах в Журнале Американского химического общества.
«Мы были рады обнаружить большое количество водорода, полученного из воды с использованием нашего нового композитного фотокатализатора с графитовым нитридом углерода и черным фосфором», — говорит ведущий автор Тетсуро Мадзима. «Но чего мы не ожидали обнаружить, так это того, что даже при использовании света низкой энергии в ближнем инфракрасном диапазоне фотокатализатор продолжал производить водород».Подобно графиту, графитовый нитрид углерода образует большие листы, но листы нитрида углерода также имеют отверстия, которые могут взаимодействовать с молекулами водорода. В прошлом фотокатализаторы на основе нитрида углерода нуждались в помощи драгоценных металлов для получения водорода из воды. Исследователи обнаружили, что металл может быть заменен фосфором, который является широко распространенным и недорогим элементом.
Они показали, что их фотокатализатор эффективен для производства водорода из воды с использованием энергии различных видов света. Что наиболее необычно, даже ближний инфракрасный свет с низкой энергией может стимулировать производство водорода.Исследования рабочего фотокатализатора в пикосекундном масштабе времени показали, что сильные взаимодействия между нитридом углерода и черным фосфором в композите способствуют образованию водорода.
Когда два материала тестировались по отдельности, энергия солнечного света быстро рассеивалась, и водорода выделялось мало или вообще не производилось.Ведущий автор Тетсуро Мадзима говорит: «Водородная экономика сталкивается с множеством проблем, но наша работа демонстрирует потенциал для эффективного и недорогого производства водорода из воды с помощью фотокатализатора на основе широко распространенных элементов. Это важный шаг на пути к созданию других водородных элементов. технологии экономически и экологически жизнеспособны ".