Японские исследователи сконструировали фотокаталитический элемент, способный превращать воду в пероксид водорода под действием обычных солнечных лучей.
Суничи Фукузуми (Shunichi Fukuzumi) и его коллеги из Осакского университета впервые в мире сумели добиться высокой эффективности фотокаталитической реакции превращения воды (H2O) в пероксид водорода (Н2О2). Перекись служит перспективным ресурсом для работы топливных элементов, который может стать отличной альтернативой молекулярному водороду, используемому в них сегодня. Ее намного проще хранить: пероксид не требует ни криогенных условий, ни мощных изолирующих стенок, препятствующих утечке легкого водорода.
Однако до сих пор не существовало достаточно эффективного метода получения пероксида водорода. Все варианты требовали применения сложных цепочек реакции и поглощали больше энергии, чем вырабатывали Н2О2. Лишь теперь Фукузуми и его соавторам удалось предложить подходящий для практического применения метод. Разработку они представили в статье, опубликованной журналом Nature Communications.
Ученые разработали фотокаталитический элемент на основе оксида вольфрама (VI), способный улавливать фотоны солнечного света и инициировать окисление Н2О до Н2О2. По сообщению авторов, за 24 освещенных часа содержание пероксида в воде достигло 48 мМ – в десятки раз выше, чем удавалось до сих пор. Фукузуми и его коллеги считают, что дело тут в ионах хлора: присутствуя в морской воде, они дополнительно ускоряют каталитическую реакцию.
При КПД топливной ячейки около 50% эффективность самой фотокаталитической реакции остается на уровне 0,55%, что дает всему процессу превращения солнечной энергии в электрическую КПД на уровне 0,28%. Пока что это, конечно, намного ниже эффективности работы обычных солнечных батарей. Однако авторы уверены, что метод удастся заметно улучшить и в дальнейшем он найдет широкое применение. Уж очень соблазнительна мысль получать энергию из воды с помощью света.
