Развитие чистых и возобновляемых источников энергии является одной из самых больших проблем нашей цивилизации. Искусственный фотосинтез – один из самых многообещающих подходов.
Это – когда вода фотоэлектрохимически при помощи солнечного света, разделенного на его H2 компонентов и O2 и сохранена. Когда химические элементы позже объединены, электроэнергия может быть создана. Команда исследователей во главе с химиками Базельского университета Кэтрин Хоюзкрофт и Эдвином Констеблом сотрудничает со швейцарскими федеральными Лабораториями для Материаловедения и Технологии (Empa), чтобы осуществить этот метод.
Стабильные топливные элементыПроцесс разделения воды (H2O) состоит из двух частичных реакций, которые осуществлены с помощью различных катализаторов: водное окисление (который производит O2) и водное сокращение (который производит H2).
Первым являются более сложные из этих двух реакций, которые являются, почему исследование прикладывает такие усилия к развитию эффективных и стабильных водных катализаторов окисления.Важным фактором в создании фотоэлектрохимических топливных элементов является точное расположение отдельных компонентов. «Если Вы не делаете этого, это похоже на бросок всех различных частей часов в сумку, встряхивание его и затем надежда, что будет возможно определить время», объясняет профессор Эдвин Констебл из Базельского университета.
Чтобы определить прекрасное расположение катализаторов, базельские химики разработали водную модель окисления в своем текущем исследовании, которое, хотя приведено в действие электричеством, производит те же самые химические промежуточные состояния как свет. Чтобы достигнуть этого, они использовали соединения рутения химического элемента как катализатор. Критическая особенность – самосборка отдельных компонентов в иерархической структуре. Исследователи таким образом преуспели в том, чтобы моделировать топливные элементы, приведенные в действие легкой радиацией.
Эта модель позволила им проверять положение и эффективность отдельных компонентов.