Zespół naukowców, w tym badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego, opracował innowacyjny fotokatalizator umożliwiający wytwarzanie wodoru bez chemicznych dodatków, który działa także w wodzie morskiej. Kluczową rolę odgrywają pojedyncze atomy niklu osadzone na zmodyfikowanym azotowo-węglowym materiale (g-C3N4), a mechanizm reakcji obejmuje krótkotrwały etap powstawania nadtlenku wodoru jako pośredniego produktu.
Wodór uważany jest za paliwo przyszłości – po spaleniu powstaje wyłącznie woda. Problem w tym, że obecnie większość wodoru powstaje z paliw kopalnych, co generuje emisje CO2. Fotokataliza oferuje czystsze rozwiązanie: światło pobudza katalizator, który umożliwia reakcję rozdziału wody przy minimalnym nakładzie energii, a sam katalizator pozostaje niezużyty.
Naukowcy zastosowali grafitowy azotek węgla (g-C3N4) z grupami cyjanowymi, co poprawia absorpcję światła i ułatwia rozdzielanie elektronów i dziur. Pojedyncze atomy niklu działają jak precyzyjny „klucz”, kontrolując reakcję i maksymalnie wykorzystując metal. Proces rozdziału wody został uproszczony: w pierwszym etapie powstaje wodór i H2O2, a później nadtlenek wodoru dysproporcjonuje do wody i tlenu, podczas gdy produkcja wodoru trwa dalej.
Najlepszy materiał osiąga wydajność 270 μmol H2/g/h w czystej wodzie i 144 μmol/g/h w wodzie morskiej, zachowując stabilność przez ponad 720 godzin testów. Wyniki pokazują, że możliwe jest wytwarzanie wodoru z wody, bez dodatkowych reagentów i przy użyciu stabilnego katalizatora, co stanowi ważny krok w stronę bardziej ekologicznych technologii wodorowych.
Źródło: https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C111036%2Cwodor-z-wody-i-swiatla.html