Häll upp ett glas vatten och ta en titt på det. Detta vatten innehåller en riklig bränslekälla, väte. Vätgas brinner rent till skillnad från bensinbaserade energiprodukter. Låter det för bra för att vara sant? Forskare i Japan delade framgångsrikt vatten i väte och syre med hjälp av lätta och noggrant utformade katalysatorer, och de gjorde det med maximal effektivitet vilket innebär att det nästan inte fanns någon förlust och oönskade sidoreaktioner. Detta senaste genombrott inom produktion av solväten gör sannolikheten för skalbar, ekonomiskt livskraftig vätgasproduktion mer än sannolik, vilket banar väg för mänskligheten att gå över till ren energi.
Vattendelning med hjälp av katalysatorer och solljus, kallad fotokatalys, har varit en lovande metod för att uppnå solvätsproduktion i årtionden. De flesta tidigare försök gav dock bara en extern kvanteffektivitet på mindre än cirka 50% vilket representerar svårigheten i effektiv katalysatordesign för verklig användning. Katalysatorn behövde utformas bättre så att varje absorberad foton från ljuskällan används för att göra väte. Nyckeln till att förbättra effektiviteten var strategisk placering av medkatalysatorerna och förebyggande av defekter i halvledaren.
Publicerad i maj 27th nummer av Naturen, Tsuyoshi Takata av Shinshu University et al. bröt igenom nya gränser i kraftproduktion genom att använda aluminium-dopad strontium titanat som en fotokatalysator, vars egenskaper har studerats i stor utsträckning och därför den bäst förstådda. De väljer co-katalysatorer rodium för väte med kromoxid och koboltoxid för syre, genom att finjustera dem för att engagera sig i endast önskade reaktioner. Denna metod gjorde det möjligt för reaktionen att inte ha några rekombinationsförluster.
Dessa nya rön öppnar dörrarna för att uppnå skalbar och ekonomiskt livskraftig solvärmeproduktion. Deras designstrategier lyckades minska defekter som leder till nästan perfekt effektivitet, och kunskap som erhålls kommer att tillämpas på andra material med intensiv synlig ljusabsorption. Mer arbete behövs fortfarande innan vi kan köra våra bilar på väte, eftersom denna studie fokuserade på användningen av ultraviolett ljus och rikligt synligt ljus från solen förblev oanvänd. Detta stora genombrott har dock gjort att den möjligheten inte längre är alltför bra för att vara sann, utan i teorin bara en tidsfråga. Förhoppningsvis kommer det att uppmuntra forskare, forskare och ingenjörer att engagera sig på detta område, vilket kommer att föra användningen av solväten så mycket närmare.
