Photocatalyseur capable de diviser l'eau en hydrogène et oxygène avec une efficacité quantique de presque 100%

Les scientifiques ont réussi à diviser l'eau en hydrogène et en oxygène à l'aide de catalyseurs légers et méticuleusement conçus, et ils l'ont fait avec une efficacité maximale, ce qui signifie qu'il n'y a presque pas de pertes ou de réactions secondaires indésirables.

Versez-vous un verre d'eau et jetez un œil. Cette eau contient une source abondante de carburant, l'hydrogène. L'hydrogène brûle proprement contrairement aux produits énergétiques à base de pétrole. Cela semble trop beau pour être vrai? Des scientifiques japonais ont réussi à diviser l'eau en hydrogène et oxygène en utilisant des catalyseurs légers et méticuleusement conçus, et ils l'ont fait avec une efficacité maximale, ce qui signifie qu'il n'y a presque pas de pertes ou de réactions secondaires indésirables.

Cette dernière avancée dans la production d'hydrogène solaire rend la production d'hydrogène évolutive et économiquement viable plus que probable, ouvrant la voie à l'humanité pour passer à l'énergie propre.

La séparation de l'eau par les catalyseurs et la lumière du soleil, appelée photocatalyse, est une méthode prometteuse pour parvenir à la production d'hydrogène solaire depuis des décennies. Cependant, la plupart des tentatives précédentes n'ont atteint qu'une efficacité quantique externe inférieure à 50%, ce qui représente la difficulté de concevoir un catalyseur efficace pour une utilisation dans le monde réel. Le catalyseur devait être mieux conçu pour que chaque photon absorbé par la source lumineuse soit utilisé pour produire de l'hydrogène. La clé de l'amélioration de l'efficacité était le placement stratégique des cocatalyseurs et la prévention des défauts dans le semi-conducteur.

Publié dans le numéro du 27 mai de Nature, Tsuyoshi Takata de l'Université de Shinshu et d'autres ont franchi de nouvelles frontières dans la production d'énergie en utilisant du titanate de strontium dopé à l'aluminium comme photocatalyseur, dont les propriétés ont été largement étudiées et par donc les mieux compris. Ils choisissent comme co-catalyseurs du rhodium pour l'hydrogène avec de l'oxyde de chrome et de l'oxyde de cobalt pour l'oxygène, en les réglant de manière à ce qu'ils ne se consacrent qu'aux réactions souhaitées. Cette méthode a permis à la réaction de ne présenter aucune perte de recombinaison.

Ces nouvelles découvertes ouvrent les portes d'une production d'hydrogène solaire économiquement viable et évolutive. Leurs stratégies de conception ont réussi à réduire les défauts qui conduisent à une efficacité presque parfaite, et les connaissances acquises seront appliquées à d'autres matériaux avec une forte absorption de la lumière visible. Des travaux supplémentaires sont encore nécessaires avant de pouvoir faire fonctionner nos voitures à l'hydrogène, car cette étude s'est concentrée sur l'utilisation de la lumière ultraviolette et l'abondante lumière visible du soleil n'a pas été utilisée.

Cependant, cette percée a fait que cette possibilité n'est plus trop belle pour être vraie, mais en théorie, ce n'est qu'une question de temps. Espérons que cela encouragera les scientifiques, les chercheurs et les ingénieurs à s'impliquer dans ce domaine, en rapprochant beaucoup plus l'utilisation de l'énergie solaire à hydrogène.

Plus d'informations: www.nature.com

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