Низкотоксичный и доступный катализатор фоторасщепления воды
Исследователи из Японии нашли новый довольно дешёвый и действенный катализатор для фоторасщепления воды. Смешанный оксид олова – Sn3O4, может обеспечить получение водорода из воды, применяя в качестве энергии излучение Солнца.
К настоящему времени до тех пор пока еще не имеется надежной разработке, разрешающей осуществлять конверсию солнечного излучения, фактически нескончаемого источника возобновляемой энергии, в энергию химическую (к примеру, для производства горючих), которую возможно было бы транспортировать. Разработка таковой технологии разрешила бы существенно уменьшить зависимость современной цивилизации от классической энергетики, основанной или на сжигании ископаемого горючего, или на расщеплении ядер атома.
На данный момент существует последовательность катализаторов фоторасщепления воды, к примеру диоксид титана, каковые смогут разлагать воду и приобретать из нее водородное горючее при облучении ультрафиолетом.
Но, неспособность этих катализаторов поглощать видимый свет, что, по оценкам, образовывает более половины от общей энергии, которую Солнце отправляет на Землю, ограничивает использование на практике таких катализаторов для переработки солнечной энергии. Несмотря разработкой совокупностей фоторасщепления воды, талантливых перерабатывать и свет в видимой области, на данный момент занимаются во многих научных центрах мира, существует последовательность препятствий на пути к внедрению уже созданных совокупностей фотоактивации, потому, что большая часть из таких катализаторов с высоким КПД или выстроены с участием дорогих редкоземельных металлов, как к примеру лантан, или содержат в структуре атомы свинца, отличающегося высокой токсичностью.
Исследователи из группы Хидеки Абе (Hideki Abe) и Наото Умезавы (Naoto Umezawa) создали новый фотокатализатор, применяя комбинацию теоретических и экспериментальных подходов.
Исследователи начали работу с поиска оксидов, содержащих ионы двухвалентного олова, руководствуясь теоретическими предсказаниями, утверждавшими, что для того чтобы рода соединения смогут владеть электронной структурой, нужной для протекания фотокаталитического расщепления воды под действием видимого света.
В следствии они нашли смешанный оксид олова Sn3O4, в состав которого входят ионы двухвалентного и четырехвалентного олова. На протяжении опытов было показано, что это соединение снабжает расщепление воды с выделением водорода при облучении видимым светом, что не активирует диоксид титана.
Оксиды олова владеют довольно низкой токсичностью, они распространены и отличаются низкой ценой, что обуславливает их использование в качестве прозрачных электропроводных материалов. Открытие того что Sn3O4 проявляет каталитические особенности, может оказать значительное влияние на производство водородного горючего и на разработку систем конверсии солнечной энергии.