Zařízení zkonstruovali vědci z University of Michigan a Lawrence Livermore National Laboratory. Ti pracovali se starším prototypem, který již dříve vyvinul inženýr Zeitan Mi a který sliboval čistší výrobu vodíku ze slané vody. Nová verze během svého provozu podstupuje morfologické změny, díky kterým je časem efektivnější. Své výsledky vědci publikovali v časopise Nature Materials.
Technologie je vyrobena z nitridu křemíku a galia, materiálů běžně používaných v elektronice a solárních článcích. Zatímco starší zařízení disponovaly jednoprocentní účinností solární energie, nová verze účinnost ztrojnásobila. Toho bylo dosaženo konstrukcí jakýchsi "věží" z nitridu galia, uchyceného ke křemíkové podložce. Díky ní bylo dosaženo zisku volných elektronů, které následně rozbily molekuly vody na vodík a kyslík.
Ačkoli byly tyto výsledky publikovány již v roce 2018, vědci ve vývoji zařízení pokračovali a zaměřili se na jeho účinnost. Pro detailnější studium materiálu použili pokročilé techniky mikroskopie. K jejich překvapení se zařízení nijak neopotřebovávalo. Díky absorbování kyslíku "věžemi" z nitridu galia docházelo ke vzniku oxynitridu a nových reakčních vlastností. Díky tomu se technologie stala v průběhu času v produkci vodíku efektivnější. "Materiál se časem stává nejen účinnějším, ale i stabilnějším," dodává Francesca Toma, hlavní autorka nové práce.
Do budoucna hodlají vědci s materiálem nadále experimentovat a použít jej jako součást kompletního fotoelektrochemického článku pro štěpení vody. Zaměřit se hodlají zejména na jeho stabilitu a způsoby, jak ji do budoucna zvýšit. Od svého objevu si slibují vývoj komplexního prototypu, který bude provozovat umělou fotosyntézu s nižšími náklady.
Originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41563-021-00965-w
Zdroj: New Atlas, zdroj titulního obrázku: Scyther5, 123RF.
Lukáš Kekrt
Populizátor vědy, ultramaratonec a naivní tramp, mikrobiologie, Karlova Univerzita
sledovat :
Vstup do diskuze