Nalejte si pohár vody a pozrite sa na to. Táto voda obsahuje výdatný zdroj paliva, vodík. Vodík horí čisto na rozdiel od energetických produktov-založených na benzíne. Znie to príliš dobre, aby to bola pravda? Japonskí vedci úspešne rozdelili vodu na vodík a kyslík pomocou ľahkých a starostlivo navrhnutých katalyzátorov, a to s maximálnou účinnosťou, čo znamená, že nedochádza k takmer žiadnym stratám a nežiaducim vedľajším reakciám. Tento najnovší prelom v solárnej výrobe vodíka robí pravdepodobnosť škálovateľnej, ekonomicky životaschopnej výroby vodíka viac ako pravdepodobnou, čo dláždi ľudstvu cestu k prechodu na čistú energiu.
Štiepenie vody pomocou katalyzátorov a slnečného žiarenia, nazývané fotokatalýza, je už desaťročia sľubnou metódou na dosiahnutie solárnej výroby vodíka. Väčšina predchádzajúcich pokusov však poskytla iba externú kvantovú účinnosť menšiu ako asi 50 percent, čo predstavuje problém s účinným dizajnom katalyzátora na použitie v reálnom svete. Katalyzátor bolo potrebné navrhnúť lepšie, aby sa každý absorbovaný fotón zo svetelného zdroja použil na výrobu vodíka. Kľúčom k zvýšeniu efektívnosti bolo strategické umiestnenie ko-katalyzátorov a predchádzanie poruchám v polovodiči.
Tsuyoshi Takata z univerzity Shinshu a kol., publikované v časopise Nature z 27. mája. prelomil nové hranice vo výrobe energie použitím hliníka-dopovaného titaničitanu strontnatého ako fotokatalyzátora, ktorého vlastnosti boli dôkladne študované, a preto sú najlepšie pochopené. Vyberajú si spolu-katalyzátory ródium pre vodík s oxidom chrómu a -kobaltnatý pre kyslík, a to jemným-vyladením tak, aby prebiehali iba požadované reakcie. Tento spôsob umožnil, aby reakcia nemala žiadne rekombinačné straty.
Tieto nové zistenia otvárajú dvere k dosiahnutiu škálovateľnej a ekonomicky životaschopnej výroby solárneho vodíka. Ich dizajnové stratégie uspeli v redukcii defektov, ktoré vedú k takmer dokonalej účinnosti, a získané poznatky budú aplikované na iné materiály s intenzívnou absorpciou viditeľného svetla. Na to, aby sme mohli poháňať naše autá na vodík, je potrebné ešte viac práce, pretože táto štúdia zameraná na využitie ultrafialového svetla a hojného viditeľného svetla zo slnka zostala nevyužitá. Tento veľký prielom však spôsobil, že táto možnosť už nie je príliš dobrá na to, aby to bola pravda, ale teoreticky je to len otázka času. Dúfajme, že to povzbudí vedcov, výskumníkov a inžinierov, aby sa zapojili do tejto oblasti, čím sa využitie solárnej vodíkovej energie oveľa priblíži.
