Os investigadores no laboratório do Departamento de Energia Nacional de Energia Renovável (NREL) fizeram avanços em direção a fotoeletroquímica (PEC) de produção acessível de hidrogénio.
Os cientistas da NREL teve uma abordagem diferente para o processo PEC, que utiliza a energia solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. O processo requer semicondutores especiais, os materiais PEC e catalisadores para dividir a água. Trabalhos anteriores utilizados metais preciosos tais como platina, ruténio e irídio como catalisadores ligados aos semicondutores. Um esforço comercial em larga escala usando os metais preciosos não seria eficaz em termos de custos, no entanto.
Tem sido proposta a utilização de catalisadores moleculares mais barato em vez de metais preciosos, mas estas têm encontrado problemas com a estabilidade, e foram encontrados a ter uma vida útil mais curta do que os catalisadores à base de metal.
Em vez disso, os investigadores decidiram examinar NREL catalisadores moleculares fora da solução de líquido são normalmente estudado para ver se poderia prender o catalisador directamente para a superfície do semicondutor. Eles foram capazes de colocar uma camada de dióxido de titânio (TiO2) na superfície de semicondutor e a ligar-se o catalisador molecular para o TiO2.
O seu trabalho mostrou catalisadores moleculares pode ser tão altamente activo como os catalisadores baseados em metais preciosos.
Sua pesquisa, "Redução de água por um fotoeléctrodo p-GaInP2 estabilizada por uma Amorphous TiO2 revestimento e um Molecular Cobalt Catalisador", foi publicado na revista Nature Materials. Jing Gu Yong Yan e são autores importantes do papel. Contribuintes James Young, Nathan Neale e John Turner são todos com Química e Nanociência Centro de NREL. Contributor K. Xerxes Steirer é com Materials Science Center da NREL.
Turner observa que, embora os catalisadores moleculares não são tão estáveis como os catalisadores à base de metais, sistemas PEC são desligados cada noite como o sol se põe. Isso deixa tempo para regenerar um catalisador molecular.
"Espero que você não teria que fazer isso todos os dias, mas aponta para o fato de que a baixa estabilidade, mas catalisadores altamente ativos poderiam ser candidatos viáveis como uma solução de longo prazo para o problema de escalabilidade para sistemas de separação da água PEC", disse Turner.
