Elektrolys, dela vattenmolekyler med elektricitet, är det renaste sättet att få väte, ett rent och förnybart bränsle. Nu, forskare vid ICIQ och URV, ledd av prof. José Ramón Galán-Mascarós, har designat en ny katalysator som minskar kostnaderna för elektrolytisk väteproduktion. Katalysatorer minskar mängden elektricitet som behövs för att bryta de kemiska bindningarna, påskynda reaktionen och minimera energislöseri.

"I vanliga fall, väte erhålls genom att använda en billig process som kallas ångreformering. Men det här är inte rent väte - den här processen använder naturgas och producerar koldioxid och andra föroreningar, " säger Galán-Mascarós. "Att bryta vattenmolekylen är renare, men det är inte lätt. Vi måste utveckla billigt, effektiva katalysatorer som gör att vi kan få väte till ett konkurrenskraftigt pris, " säger han. Hittills, de bästa katalysatorerna är baserade på iridiumoxider, men iridium är en mycket dyr och knapphändig ädelmetall.

Kemister vid ICIQ och URV upptäckte en förening gjord av kobolt och kallas ett polyoxometalat som kan katalysera vattenspjälkning bättre än iridium. "Polyoxometalater är nanometriska molekylära oxider som kombinerar det bästa av två världar:aktiviteten hos oxider och mångsidigheten hos molekyler, " förklarar Marta Blasco-Ahicart, postdoktor vid ICIQ och första författare till Naturkemi papper. "Våra polyoxometalater är mycket billigare än iridium och gör att vi kan arbeta i sura medier, det optimala mediet för att generera syre, normalt en nackdel för katalysatorer, som vanligtvis konsumeras av syran, säger Blasco-Ahicart.

Joaquín Soriano, medförfattare till artikeln och för närvarande postdoktor vid Trinity College i Dublin, säger, "Våra katalysatorer fungerar särskilt bra när vi arbetar med låga spänningar. Det kan tyckas vara en nackdel, men är faktiskt en fördel. Det sparar el och kommer snart att göra det möjligt för oss att få den energi som krävs för vattendelning från förnybara källor som solpaneler."

Forskarna presenterar ytterligare en upptäckt. När katalysatorerna är uppburna i ett delvis hydrofobt material, effektiviteten i processen förbättras. Detta genererar en "vattentät" reaktor där elektrolysen går snabbare, och ökar också livslängden för katalysatorer. Den nya metoden förbättrar inte bara prestandan hos de nya kobolt-volframpolyoxometalaten, men också många andra katalytiska system. För närvarande, forskare undersöker nya sätt att dra nytta av denna upptäckt, utveckla nya hydrofoba ställningar för att ytterligare öka effektiviteten av vattenklyvning, ett grundläggande steg mot utvecklingen av artificiell fotosyntes.