Ученые из Японского института науки и технологий (JAIST) и Токийского университета разработали новый тип гидрогеля, который имитирует естественный процесс фотосинтеза. Этот гидрогель использует солнечный свет для расщепления воды на водород и кислород.
Источник топлива будущего
Водород считается перспективным топливом будущего. Он горит чисто, образуя в качестве побочного продукта только воду. Однако существующие методы производства водорода часто основаны на ископаемом топливе, что делает их не экологичными.
Новое исследование предлагает потенциальное решение. Оно использует легкодоступные ресурсы - солнечный свет и воду - для производства водорода экологически чистым способом.
Исследователи сосредоточились на разработке гидрогелей с точно спроектированной внутренней структурой. Эти гидрогели включают полимерные сети, которые действуют как каркас. Полимерная сеть внутри гидрогеля играет решающую роль в обеспечении эффективного преобразования энергии. Эти сети помогают контролировать перенос электронов, что имеет решающее значение для расщепления воды на водород и кислород
"Гидрогель наполнен функциональными молекулами, такими как комплексы рутения и наночастицы платины, которые работают вместе, чтобы имитировать естественный процесс фотосинтеза", - пишут исследователи в пресс-релизе.
Эта технология позволяет преодолеть проблемы, с которыми сталкивались предыдущие попытки создания систем искусственного фотосинтеза. Старые системы имели проблемы со склеиванием молекул. Когда эти молекулы слипаются, они не могут работать эффективно. Это уменьшает количество водорода, которое можно произвести.
"Используя полимерную сеть, мы смогли предотвратить их слипание, что является общей проблемой в системах синтетического фотосинтеза", - говорят ученые.
Хотя результаты многообещающие, исследователи признают, что необходимо дальнейшее развитие. Следующие шаги включают масштабирование производства гидрогелей и обеспечение их стабильности в течение длительных периодов времени.
Команда также изучает способы дальнейшего повышения эффективности преобразования энергии гидрогелей. Это может включать точную настройку полимерной сети или включение новых типов функциональных молекул.
Конечная цель - создать практичную и экономически эффективную систему для производства водородного топлива из солнечного света и воды.
