За производство на евтин водород, просто добавете кобалт
Японските изследователи са разработили нова технология за разделяне на молекулите на водата, базирана на фотоелектрохимична система, направена с титанов диоксид и кобалт. За кобалта се твърди, че е солидна алтернатива на благородните метали като злато и сребро за подобряване на поглъщащите светлината свойства на титанов диоксид, използван за окисляване на водата. Изследователи от Японския технологичен институт в Токио (Tokyo Tech) твърдят, че са разработили фотоелектрохимична система с видима светлина за разделяне на водната молекула за производство на водород, който се основава на титанов диоксид и кобалт.
Ключът към този нов подход е кобалт, който се използва вместо скъпи метали като злато и сребро, т.е. за подобряване на свойствата на абсорбция на светлина на титановия диоксид (TiO2), който е известен с абсорбирането на енергия от светлина в ултравиолетовия спектър. Когато се смесват благородни метали или в случая кобалт, титановият диоксид също може да абсорбира видимия спектър на светлината.
Учените създадоха това, което твърдят, че е първият фотоанод на видима светлина, направен от TiO2, подсилен с кобалт, чрез изграждане на тънък филм TiO2 върху субстрат и добавяне на кобалт чрез потапяне на двете съединения във воден разтвор на кобалтов нитрат. Според техните анализи, проведени чрез спектрометрични анализи и сканираща електронна микроскопия, добавянето на кобалт позволява TiO2 да абсорбира и видимата светлина, което задейства мобилизирането на електрони и причинява окисляване на водата.
„Оказва се, че кобалтовите полета не само улавят видима светлина и прехвърлят заряди (електрони) на TiO2 интерфейса, но също така служат като каталитични места, които улесняват окисляването на водата“, заявяват от изследователската група.
На всичкото отгоре се оказва, че структурата на основния тънък филм TiO2 също има положителен ефект върху работата на фотоанода, като позволява по-доброто разпростиране на кобалтовите атоми. „Структурата на TiO2 филма може лесно да бъде настроена чрез коригиране на параметрите на производството, което позволи на екипа да извърши множество тестове, за да получи представа за това явление“, обясняват още учените, цитирани от Pv-magazine.
Чрез разработената нова технология е възможно в бъдеще да се улесни и промишленото производство на водород, на който се възлагат надежди да промени устойчиво енергийната карта занапред.