Ett team av forskare från Storbritannien, Kanada och Hongkong har utvecklat fotokatalytiska nanofibrer som kan användas för effektiv produktion av väte. I deras papper publicerad i tidskriften Naturkemi , gruppen beskriver hur deras effektiva nanofibrer tillverkades. Gregory Peterson, Sanghee Yang och Tae-Lim Choi med Seoul National University har publicerat en News and Views-artikel i samma tidskriftsnummer som beskriver lagets arbete

När forskare runt om i världen fortsätter att brottas med klimatförändringarna, nya idéer om sätt att hantera utmaningen har dykt upp. En idé handlar om att använda väte snarare än bensin för att driva fordon och maskiner. Väte används för närvarande i en mängd olika tillämpningar men dess användning har inte blivit utbredd på grund av problem som produktionskostnader och lagringsproblem. I denna nya ansträngning, forskarna fokuserade på att övervinna kostnadsproblemet – deras tillvägagångssätt efterliknar naturen genom att skapa ett artificiellt fotosyntessystem som kan generera väte från vatten med solljus som energikälla.

I sitt arbete, forskarna började med att notera att framställning av väte med vatten kunde göras lättare genom att utföra bara den ledande delen av den reduktiva halvreaktionen för att klyva vatten med hjälp av ett offerreduktionsmedel. De noterade också att andra försök att göra sådana system har lidit av lågt kvantutbyte, dålig stabilitet och låg katalysatoromsättning. För att komma runt dessa problem, teamet utvecklade ett självmonterande nanofibersystem.

Systemet använder segmentsampolymerer och ett kristalliserbart kärnbildande block tillsammans med ett skalbildande block innehållande antingen en fotosensibilisator eller en koboltkatalysator. Detta resulterade i skapandet av ett självmonteringssystem där materialen växte till stabila nanofibrer med katalysatordelar och en fotosensibilisator i nära anslutning till varandra. Genom att distribuera komponenterna på ett gradientsätt, nanofibrerna kunde göras till strukturer (med längder från 95 till 3528 nm) som liknade flaskborstar utan den interna tråden. Den resulterande strukturen kan sedan användas för att omvandla vatten till väte med hjälp av solljus.

© 2020 Science X Network