Un grup de cercetare de la Universitatea Lund a reușit să creeze un sistem care produce hidrogen cu un complex de fier ca și colorant care absoarbe lumina. Noua descoperire ar putea fi o piesă importantă a puzzle-ului pentru producția de hidrogen pe scară largă și ecologică în viitor.
Hidrogenul este un purtător de energie foarte eficient care poate fi folosit pentru a transporta, stoca și furniza energie. Gazul, care constă din doi atomi de hidrogen, poate fi produs de mai multe tipuri de surse de energie. Problema cu producția de astăzi este că aproximativ 95% este creată de combustibilii fosili, cum ar fi gazul natural, care contribuie la emisii mari de dioxid de carbon. Sunt în curs de dezvoltare metode alternative de fabricație, în special cele care implică descompunerea apei, procese care necesită totuși cantități mari de energie electrică. Dar într-un nou studiu, publicat în revista științifică Chemical Communications, o echipă de cercetare din Lund a reușit să găsească o metodă care poate permite producția de hidrogen fără fosile pe scară largă.
– Am reușit pentru prima dată să folosim un complex de fier ca și colorant care absoarbe lumina pentru un catalizator care produce hidrogen. Soluția a fost excitarea unui electron cu ajutorul unui complex de fier și a luminii, spune Kenneth Wärnmark, cercetător în chimie la Universitatea Lund.
Fierul produce mai mult hidrogen
În trecut, așa-numitele sisteme cu hidrogen fotocatalitic au funcționat cel mai bine dacă capcana de lumină a fost un metal prețios precum ruteniul sau iridiul, metale care sunt atât rare, cât și scumpe. Faptul că un metal de bază, cum ar fi fierul, poate fi folosit eficient ca captator de lumină nu a fost o surpriză totală pentru grupul de cercetare care a folosit anterior complexe de fier similare ca captatori de lumină în celulele solare.
– În cazul fierului, hidrogenul gazos este produs mai lent în comparație cu cel cu ruteniu, dar capcana luminoasă pe bază de fier este stabilă pentru o perioadă mai lungă de timp și produce mai mult hidrogen pe termen lung, spune Kenneth Wärnmark.
Poate înlocui bateriile
Hidrogenul ar putea fi folosit în motoarele cu ardere internă și apoi produce doar apă ca gaz de eșapament. Gazul este deja folosit în celulele de combustie pentru a produce electricitate care poate alimenta mașinile electrice, printre altele. Recent, a fost posibil să se arate că hidrogenul poate fi folosit în producția de oțel în locul cocsului. Aceasta înseamnă că zece la sută din emisiile de dioxid de carbon ale Suediei ar fi putut dispărea dacă hidrogenul ar fi fost produs fără fosile. Cercetătorii de la Lund, care au solicitat recent un brevet pentru descoperirea lor, speră pe termen lung să poată folosi noua soluție pentru a produce hidrogen pentru a alimenta celulele de combustie care pot înlocui bateriile incomode ale vehiculelor mai mari, cum ar fi avioanele și bărcile.
– Legarea producției de hidrogen de un fotocatalizator bazat pe metale abundente, cum ar fi fierul înseamnă că în viitor am putea produce hidrogen ieftin și în cantități mari complet fără fosile, cu lumina soarelui ca unică sursă de energie. Va fi necesar pentru a ajunge la societatea fără fosile, spune Kenneth Wärnmark.
Studiul, care a fost realizat în colaborare cu Laboratorul Ångström de la Universitatea Uppsala, este publicat în revista Chemical Communications: „High Turnover Photocatalytic Hydrogen Formation with an Fe (III) N -Heterocyclic Carbene Photosensitizer”
