Фізики і хіміки з Австралії розробили незвичайний каталізатор, плівки з якого можуть "висмоктувати" пари води з повітря і розкладати їх на водень і кисень, йдеться в статті, опублікованій в журналі ACS Nano.
"Сьогодні більшість вчених зосередили свої зусилля на створенні систем і каталізаторів, що розщеплюють воду в рідкому вигляді. Подібний підхід накладає масу обмежень і заважає зниженню вартості водню і підвищення ККД каталізаторів. Багато з цих проблем можна вирішити, розкладаючи пари води, а не її молекули в розчинах і електролітах", - заявив Торбен Денеке з університету RMIT в Мельбурні (Австралія).
За останні роки фізики створили безліч розщеплювачів води, які розкладають молекули води на кисень і водень за допомогою світла або електричного струму, найбільш вдалі версії яких тільки наближаються до комерційної рентабельності. Крім того, подібні каталізатори в більшості випадків або руйнуються, або забруднюються при розщепленні води, що змушує вчених розробляти далеко не безкоштовні методики їх регенерації.
Денеке і його колеги знайшли спосіб вирішити обидві ці проблеми, експериментуючи з незвичайними каталізаторами на базі з'єднань молібдену і сірки. Ці речовини, як розповідають вчені, їхні колеги вже досить давно намагаються пристосувати для розщеплення рідкої води за допомогою світла, проте ніхто до цього часу не вивчав, як вони поводяться в повітрі.
Вивчаючи властивості сульфіду молібдену, вчені помітили, що ця речовина добре вбирає в себе пари води з повітря, які згодом кудись безслідно зникають. Простеживши за процесами всередині кристалів і молекул цього каталізатора, автори статті виявили, що вони можуть приєднувати до себе молекули води, "відривати" від них кисень і виділяти чистий водень і кисень при опроміненні світлом.
Швидкість подібного вилучення води і її розщеплення можна помітно підвищити, якщо нанести наночастинки сульфіду молібдену на прозору і плоску поверхню, таку як скло. Керуючись цією ідеєю, вчені перетворили цей каталізатор в напівпрозору "фарбу" для вікон, змішавши його з наночастинками оксиду титану.
Подібні покриття, як зазначають фізики, можуть виробляти водень в будь-яких умовах і в будь-якому місці на Землі, де світить Сонце і повітря містить хоча б мінімальну частку водних парів. Ефективність роботи подібних "паливних вікон" можна поліпшити, замінивши наночастинки титану на частинки кремнію або інших напівпровідників, що краще поглинають світло, або помістивши молекули каталізатора в тривимірні грати, які добре пропускають випромінювання світила.
Крім виробництва поновлюваного палива, подібні фарби та інші матеріали на базі сульфіду молібдену можна застосовувати для створення високочутливих датчиків вологості і систем осушення повітря, що працюють самі по собі, не вимагаючи зовнішнього джерела енергії і заміни витратних матеріалів.