Специалисты Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН создали катализатор для генерирования водорода из воды под действием солнечного света. Им стали титановые фотонные кристаллы — структуры, в которых меняется проницаемость для электронов либо показатель преломления света.
Кристаллы для фотокатализатора получили на основе титановой фольги. Для этого сначала из нее изготовили подложку-трафарет, промыли ее, высушили и вырастили на поверхности титановые нанотрубки.
Благодаря форме нанотрубки получили свойства фотонно-кристаллических структур. Зоны, где трубка сужается и расширяется, по-разному проницаемы для электронов. Из-за этого возникает эффект фотонной запрещенной зоны — зоны, в которой свет не может распространиться. Вблизи таких зон скорость фотонов падает, и их становится проще улавливать. Это повышает светочувствительность и эффективность кристалла.
Как показали эксперименты, фотоэлементы, пронизанные «бамбуковыми» нанотрубками, способны преобразовывать в энергию в 1,3–3 раза больше солнечной энергии. За счет этого получение водорода из воды идет быстрее и эффективнее.