Химики из Университета Янчжоу в Китае создали катализатор для выделения водорода из воды при помощи солнечного света. Они смогли синтезировать его простыми лабораторными методами без использования дорогих и редких расходников.
Как авторы исследования пишут в научном журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, за основу взяли сульфид кадмия (CdS) — соединение кадмия и серы, которое активно используется в оптоэлектронике и солнечных батареях благодаря способности хорошо улавливать солнечный свет и преобразовывать его в энергию. У соединения есть недостатки. Например, сульфид кадмия не слишком стоек и обладает склонностью к фотокоррозии — разрушению под воздействием света. Чтобы устранить этот недостаток, ученые добавили к соединению диметилглиоксимат никеля ((C4H7O2N2)2Ni) — нерастворимую соль ярко-красного цвета, которая обычно используется в химических опытах.
По словам ученых, обычно катализатор для выделения водорода из воды под действием солнечного света улавливает в основном ультрафиолетовое излучение. Сульфид кадмия может улавливать и преобразовывать в энергию в том числе видимый солнечный свет, а значит — с его помощью можно получать больше водорода.
Авторы синтезировали наночастицы сульфида кадмия, погрузили их в этанол и смешали получившийся раствор с растворами диметилглиоксима и вспомогательных компонентов. Все интенсивно перемешали и осадили получившиеся частицы на подложку. Получился композитный катализатор.
Как показали исследования, диметилглиоксимат никеля в сочетании с сульфидом кадмия сформировал дополнительные активные центры, способные преобразовывать солнечный свет в энергию для производства водорода. Так, 10% (по массе) никелевой добавки увеличили производительность и скорость выделения водорода с помощью сульфида кадмия почти в 98 раз.