Rośliny używają energii światła, aby spowodować rozpad cząsteczek wody. Powstałe w ten sposób jony wodoru łączą się tworząc H₂. Naukowcy przez lata próbowali naśladować tą reakcję. Najtrudniejszą częścią okazało się znalezienie odpowiedniego katalizatora oraz dobrego pochłaniacza światła. Absorber pochłania fotony, a następnie powstałe elektrony zostają wykorzystane przez katalizator do utworzenie cząsteczki wodoru.

Naukowcy z University of Rochester  proponują użycie półprzewodnikowych nanokryształów i katalizatora niklowego do fotogeneracji cząsteczek wodoru. W odpowiednich warunkach system może osiągnąć 600000 obrotów enzymu bez deterioracji aktywności katalizatora i osiągnąć 36 % wydajność.

Nanokryształy selenku kadmu zostały pokryte krótkimi organicznymi łańcuchopodobnymi cząsteczkami, dzięki czemu kryształy mogły zostać rozpuszczone w wodzie. Łańcuchy te są na tyle krótkie, że pozwalają jonom niklu zbliżyć się do nanocząsteczek i zbudować cząsteczki wodoru. Enzym charakteryzuje się wysoką stabilnością, a do tej pory brak tej cechy w innych katalizatorach stanowił główną przeszkodę na stworzenie odpowiedniego systemu.

Ze względu na złożoność budowy i optymalizacji sztucznego systemu fotosyntezy, naukowcy nie użyli w swym badaniu wody lecz kwasu askorbinowego jako donora wodoru. Dzięki temu w prostszy sposób zbadali działanie katalizatora. Teraz czas na udowodnienie działania systemu przy użyciu wody. Autorzy projektu przyznają, że do czasu komercjalizacji pomysłu pozostało wiele lat i jeszcze więcej badań i eksperymentów.

Proponowany system dzięki swej efektywności i niskiej cenie może znaleźć zastosowanie nie tylko w energetyce, ale również w innych gałęziach przemysłu, które cechują się dużym zapotrzebowaniem na wodór, np. przemyśle farmaceutycznym.

Natalia Pankiewicz

Źródło:

http://www.greencarcongress.com/2012/11/rochester-20121109.html

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/11/a-wet-way-to-better-burning.html?ref=hp