Naujausi mokslininkų tyrimai rodo, kad žvaigždės formos aukso nanodalelės, padengtos puslaidininkiu, gali iš vandens pagaminti vandenilį keturis kartus efektyviau nei kiti egzistuojantys metodai. Šis atradimas yra labai svarbus ir saulės energetikai, nes tai gali padėti geriau saugoti saulės energiją.
Pasak mokslininkų, šis pasiekimas gali nulemti ir dar daugiau naujų atradimų, kurie paskatins atsinaujinančios energijos naudojimą ir prisidės prie kovos su klimato kaita.
„Užuot naudoję ultravioletinę šviesą, kaip kad yra įprasta, mes panaudojome matomos ir infraraudonosios spinduliuotės energiją, kad sužadintume aukso nanodalelių elektronus, – sako Rutgerso universiteto medžiagų mokslo ir inžinerijos katedros docentė Laura Fabris. – Sužadinti elektronai metaluose gali būti efektyviai perkelti į puslaidininkius, kurie katalizuoja reakciją.“
Mokslininkai sutelkė dėmesį į fotokatalizę, kuri paprastai reiškia saulės spindulių panaudojimą greitesnėms ir pigesnėms reakcijoms. Titano dioksidas, apšviestas ultravioletine spinduliuote, dažnai naudojamas kaip katalizatorius, tačiau ultravioletinių spindulių naudojimas nėra itin veiksmingas.
Mokslininkams pavyko „patobulinti“ matomą ir infraraudonųjų spindulių šviesą taip, kad aukso nanodalelės sugebėjo ją greičiau absorbuoti. Inžinieriai padengė aukso nanodaleles titano dioksidu ir šią medžiagą paveikė matoma ir infraraudonąja spinduliuote. Tada tyrinėjo kaip elektronai juda nuo aukso link medžiagos. Jie nustatė, kad elektronai, kurie sukelia reakcijas, sugebėjo vandenilį iš vandens pagaminti keturis kartus efektyviau nei tai daroma kitais metodais. Vandenilis gali būti naudojamas saulės energijos saugojimui, o tada sudeginamas ir vėl panaudojamas energijos gamybai, kai saulė nešviečia.
„Tai puikūs rezultatai, – sako Fabris. – Mes taip pat galėjome naudoti labai žemos temperatūros sintezę padengiant šias aukso daleles kristaliniu titanu. Manau, kad tiek iš medžiagų perspektyvos, tiek iš katalizės perspektyvų šis tyrimas buvo labai įdomus.“
Tai buvo pirmasis toks mūsų bandymas, bet kai mes supratome medžiagą ir kaip ji veikia, o dabar galime kurti medžiagas ir jas naudoti skirtingose srityse, pavyzdžiui: puslaidininkių gamyboje, saulės ir chemijos pramonėje, arba konvertuojant anglies dioksidą į kažką tokio ką mes galėtume išnaudoti. Ateityje galėtume labai stipriai išplėsti saulės spinduliuotės panaudojimo būdus“, – sakė Laura Fabris, viena iš šio tyrimo autorių, kurio rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Chem“.
