Новый материал очищает и расщепляет воду

Исследователи из швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали новую фотокаталитическую систему на основе металлорганических каркасов. Она может использоваться для разложения загрязнителей в воде и одновременного производства водорода.

МОК – класс материалов высокой пористости, отличающийся разнообразием структурных, оптических, электронных и других свойств. Он подходит для множества систем, включая захват и разделение газов и фотокатализ, сообщает sciencedaily.com. Последний процесс особенно интересует специалистов. Поглощенная светочувствительной структурой энергия смещает электроны с их орбит, оставляя «дыры». Генерирование таких пар, экситонов – ключевой момент в любом зависящем от света энергетическом процессе. МОК в этом случае может повлиять на ряд химических реакций.

Команда из EPFL, возглавляемая Кириакосом Стилиану из лаборатории молекулярных симуляций, разработала систему на основе металлорганических каркасов, одновременно выполняющую два фотокаталитических процесса: производство водорода и очистку воды. Материал содержит распространенное и дешевое соединение, фосфит никеля (Ni₂P). Реакции запускаются видимым светом, на который приходится 44% солнечного спектра.

В первом случае МОК инициирует электролиз. Полученный в результате водород может использоваться в топливных элементах разных устройств, от автомобилей до космических аппаратов. Вторая реакция ведет к разложению органических загрязнителей. В ходе опытов исследователи проверяли, может ли система уничтожить токсичную краску родамин B, часто используемую для симуляции таких примесей.

Тесты показали, что материал эффективно очищает воду, одновременно расщепляя ее.

«Эта фотокаталитическая система без ценных металлов приближает нас к новым способам практического использования солнечной энергии и демонстрирует потенциал МОК в этой сфере», — сказал Стилиану.

Результаты исследования представлены в Advanced Functional Materials.