Водород является экологически чистым источником энергии, когда он извлекается из воды с использованием солнечного света вместо ископаемого топлива. Но современные стратегии "расщепления" или расщепления молекул воды с помощью катализаторов и света требуют введения химических добавок для ускорения процесса. Теперь исследователи, сообщающие в ACS ES&T Инжиниринг разработали катализатор, который разрушает лекарства и другие соединения, уже присутствующие в сточных водах, для получения водородного топлива, избавляясь от загрязняющих веществ и производя что-то полезное.
Использование энергии солнца для расщепления воды с получением водородного топлива является многообещающим возобновляемым ресурсом, но это медленный процесс, даже если для его ускорения используются катализаторы. В некоторых случаях для увеличения скорости производства водорода добавляют спирты или сахара, но эти химические вещества разрушаются по мере образования водорода, а это означает, что такой подход не является возобновляемым. В рамках отдельной стратегии исследователи попытались использовать загрязняющие вещества в сточных водах для увеличения выработки водородного топлива. В то время как катализаторы на основе титана работали как для удаления загрязняющих веществ, так и для получения водорода, эффективность была ниже, чем ожидалось, для обеих стадий из-за их перекрывающихся мест реакции. Одним из способов уменьшить такие помехи является изготовление катализаторов путем сплавления вместе различных проводящих металлов, создавая таким образом отдельные места для протекания реакций. Итак, Чжуанхао Ли и его коллеги хотели объединить оксид кобальта и диоксид титана, чтобы создать катализатор двойного действия, который расщеплял бы обычные наркотики в сточных водах, а также эффективно превращал воду в водород для топлива.
Чтобы изготовить катализатор, исследователи покрыли наноразмерные кристаллы диоксида титана тонким слоем оксида кобальта. Первоначальные тесты показали, что этот материал не производит много водорода, поэтому в качестве следующего шага команда добавила в этот двойной катализатор 1% по весу наночастиц платины - эффективный, хотя и дорогой катализатор для получения водорода. В присутствии имитируемого солнечного света катализатор, пропитанный платиной, разлагал два антибиотика и выделял значительное количество водорода. Наконец, команда протестировала свой продукт на реальных сточных водах, воде из реки в Китае и образцах деионизированной воды. Под имитируемым солнечным светом катализатор стимулировал выработку водорода во всех трех образцах. Наибольшее количество водорода было получено из пробы сточных вод. Исследователи говорят, что их катализатор может стать устойчивым вариантом очистки сточных вод за счет одновременного получения водородного топлива.
Комментарии