«Обычно водород получают с помощью дешевого процесса, называемого паровым риформингом. Но это не чистый водород, в этом процессе используется природный газ и образуется углекислый газ и другие загрязнители », — объясняет Галан-Маскарос. «Разбить молекулу воды чище, но это непросто. Нам необходимо разработать новые дешевые и эффективные катализаторы, которые позволят нам получать водород по конкурентоспособной цене », — говорит он. На сегодняшний день лучшие катализаторы основаны на оксидах иридия, но иридий — очень дорогой и дефицитный драгоценный металл.
Химики из ICIQ и URV обнаружили соединение из кобальта и вольфрама — технически называемое полиоксометаллатом — которое может катализировать расщепление воды лучше, чем иридий. «Полиоксометаллаты — это нанометрические молекулярные оксиды, которые сочетают в себе лучшее из двух миров: высокую активность оксидов и универсальность молекул», — объясняет Марта Бласко-Ахикарт, научный сотрудник ICIQ и первый автор статьи по химии природы. «Наши полиоксометаллаты намного дешевле, чем иридий, и позволяют нам работать в кислой среде, оптимальной среде для генерирования кислорода, что обычно является недостатком для катализаторов, которые обычно потребляются кислотой», — поясняет Бласко-Ахикарт.Хоакин Сориано, соавтор статьи и в настоящее время доктор наук в Тринити-колледже в Дублине, объясняет, что «наши катализаторы особенно хорошо работают, когда мы работаем с низким напряжением». «Это может показаться проблемой, — объясняет он, — но это скорее преимущество, это экономит электроэнергию и позволит нам вскоре получать энергию, необходимую для разделения воды, из возобновляемых источников, таких как солнечные батареи».Более того, исследователи представляют в своей статье еще одно открытие.
Использование катализаторов в частично гидрофобном водоотталкивающем материале повышает эффективность процесса. Это создает «водонепроницаемый» реактор, в котором электролиз протекает быстрее, а также увеличивает срок службы катализаторов.
Новая методология не только улучшает характеристики новых полиоксометаллатов кобальта-вольфрама, но также позволяет использовать множество различных каталитических систем. В настоящее время исследователи изучают новые способы использования этого нового открытия, разрабатывая новые гидрофобные каркасы для дальнейшего повышения эффективности расщепления воды, что является фундаментальным шагом на пути к эволюции искусственного фотосинтеза.