Водород без платины: пластик заменит дорогой металл в новой технологии

Водород считается ключевым элементом в глобальном переходе к возобновляемым источникам энергии, ведь при его сжигании образуется только вода. Однако его экологичное и масштабное производство до сих пор сталкивается с серьезными трудностями. Главная проблема – необходимость использования платины, редкого и дорогого металла, в качестве катализатора при расщеплении воды с помощью солнечного света. Запасы платины на Земле ограничены, а ее добыча наносит вред окружающей среде и сосредоточена всего в нескольких странах.

Команда исследователей из Технологического университета Чалмерса в Швеции представила революционный способ получения водорода с помощью солнечной энергии – эффективно, экологично и без использования платины. В основе процесса, описанного в научном журнале Advanced Materials, лежат крошечные частицы электропроводящего пластика. При погружении в воду эти наночастицы взаимодействуют с солнечным светом, запуская реакцию выделения водорода. По словам ученых, новый метод не только радикально снижает затраты, но и по производительности может превосходить системы на основе платины.

Ключ к успеху кроется в особом дизайне электропроводящего пластика, известного как «сопряженный полимер». Обычно такие материалы хорошо поглощают свет, но плохо совместимы с водой. Шведские исследователи смогли изменить свойства полимера на молекулярном уровне, сделав его гораздо более гидрофильным. Кроме того, они разработали метод формирования пластика в наночастицы, что усилило его взаимодействие с водой и повысило эффективность всего процесса. Эффективность технологии можно увидеть невооруженным глазом: как только на сосуд с водой и наночастицами направляют лампу, имитирующую солнечный свет, в воде сразу же начинают образовываться и подниматься пузырьки водородного газа. Всего один грамм нового полимерного материала позволяет за час произвести 30 литров водорода.

На данный момент в процессе все еще используется вспомогательное вещество – витамин С, который выступает в роли антиоксиданта и предотвращает остановку реакции. Следующим важным шагом для ученых станет полный отказ от любых добавок. Конечная цель – добиться расщепления молекул воды на водород и кислород, используя в качестве исходных компонентов только воду и солнечный свет. Руководитель исследования, профессор Эрган Ван, уверен, что его команда находится на верном пути к созданию по-настоящему устойчивой технологии производства солнечного водорода, доступной для всего общества.