Hidrogént állít elő sóból és szennyezett vízből egy új anyag
2020 / 07 / 31 / perei.dora
Hidrogént állít elő sóból és szennyezett vízből egy új anyag
Az oroszországi Tomszk Politechnikai Egyetem tudósai a prágai Kémiai és Technológiai Egyetem, valamint a csehországi Ústí nad Labem Jan Evangelista Purkyne Egyetem kutatói egy közös projekt keretében kidolgoztak egy kétdimenziós anyagot a hidrogén környezetbarát előállítására, ami hamarosan remélhetőleg bekerül az alternatív energiaforrások közé.

A komponens hidrogénmolekulákat generál sóból és szennyvízből, a katalizátor pedig a közvetlen napfény. A kísérletet az ACS Applied Materials & Interface oldal tette közzé. "Mivel a hidrogén alternatív energiaforrásnak számít, a hidrogéntechnológiák fejlesztése megoldást jelenthet a globális energiaválságra." - mondja Olga Guselnikova, a tanulmány egyik szerzője, a TPU Kémia és Alkalmazott Orvosbiológiai Tudományok Kutatóintézetének munkatársa. Ugyanakkor hozzátette, hogy a sikeres alkalmazásig még meg kell oldaniuk néhány felmerülő problémát. Egyrészről a világ tudósai napjainkban is folyamatosan keresik a hidrogénelőállítás környezetbarát módszereit. Az eddig ismertek közül az egyik legelterjedtebb a víz szétbontása napfény segítségével. Bár sok víz van a bolygónkon, de csak néhány gyakorlat alkalmas a só vagy a szennyezett víz hasznosítására. "Ezenkívül csak kevesen használják az infravörös spektrumot, amely az összes napfény negyvenhárom százalékát adja." - teszi hozzá a kutató. A kifejlesztett anyag háromrétegű és egy mikrométer vastagságú: a legalsó réteg egy vékony aranyfólia, a második tíz nanométer platina, a harmadik pedig krómvegyületek és szerves molekulák fém-szerves alkotóelemei. A kísérletek során Guselinkova és munkatársai átitatták vízzel az anyagot, ezután tartályba tették, amit le is zártak azért, hogy időszakos gázmintákat vehessenek a hidrogén mennyiségének meghatározására. Kiderült, hogy az infravörös fény okozta a plazmonrezonancia gerjesztését a minta felületén. Az aranyfólián generált forró elektronokat áthelyezték a platinarétegre, ezek az elektronok pedig megindították a protonok redukcióját a szerves réteg felületén. "Ha az elektronok elérték a fém-szerves vázak katalitikus központját, akkor az utóbbiakat protonok redukálására és hidrogén előállítására is felhasználtuk" - magyarázza Guselinkova. Az alábbi fotón az anyagról készült illusztrációt láthatjuk, miközben előállítja a hidrogént.

A kísérletek kimutatták, hogy az anyag száz négyzetcentimétere óránként fél liter hidrogént termelhet. Ez a kétdimenziós anyagok esetében az eddigi legmagasabb arány.

"Ebben az esetben a fém-szerves keret egyfajta szűrőként is működött, mivel kiszűrte a szennyeződéseket kiszűrte, míg a már tisztított vizet újraszennyeződés nélkül átjuttatta a fémrétegbe."

Mindez nagyon fontos, mert bár sok a víz a Földön, legnagyobb mennyiségben sós vagy szennyezett folyadékról beszélünk. "Ezért készen kell állnunk arra, hogy ilyen alapanyaggal dolgozzunk"- teszi hozzá a szakértő. A tudósok remélik, hogy a jövőben javíthatnak az anyagon annak érdekében, hogy hatékonyabb legyen mind az infravörös, mind a látható spektrumok számára. "Már most is mutat bizonyos abszorpciót a látható fény spektrumában, de hatékonysága kissé alacsonyabb, mint az infravörös spektrumban. Feljavítása után elmondható, hogy az anyag a napfény spektrális térfogatának kilencvenhárom százalékával működik "- tette hozzá Guselnikova.

(Fotó: Needpix, Tomsk Polytechnic University)

Ha tetszett ez a cikk, kövess minket a Facebookon is!

 

 


Ezek is érdekelhetnek

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.