Väte är en föroreningsfri energikälla när det utvinns ur vatten med solljus istället för fossila bränslen. Men nuvarande strategier för att "dela" eller bryta isär vattenmolekyler med katalysatorer och ljus kräver införandet av kemiska tillsatser för att påskynda processen. Nu, forskare som rapporterar in ACS ES&T Engineering har utvecklat en katalysator som förstör mediciner och andra föreningar som redan finns i avloppsvatten för att generera vätebränsle, bli av med en förorening samtidigt som du producerar något användbart.

Att utnyttja solens energi för att dela vatten för att göra vätebränsle är en lovande förnybar resurs, men det är en långsam process även när katalysatorer används för att påskynda den. I vissa fall, alkoholer eller sockerarter tillsätts för att öka väteproduktionen, men dessa kemikalier förstörs när väte genereras, vilket innebär att tillvägagångssättet inte är förnybart. I en separat strategi, Forskare har försökt använda föroreningar i avloppsvatten för att öka vätebränsleproduktionen. Medan titanbaserade katalysatorer fungerade både för att ta bort föroreningar och generera väte, effektiviteten var lägre än förväntat för båda stegen på grund av deras överlappande reaktionsställen. Ett sätt att minska sådana störningar är att tillverka katalysatorer genom att smälta samman olika ledande metaller, skapar på så sätt separata platser för reaktioner. Så, Chuanhao Li och kollegor ville kombinera koboltoxid och titandioxid för att skapa en dubbelfungerande katalysator som skulle bryta ner vanliga läkemedel i avloppsvatten samtidigt som det effektivt omvandlar vatten till väte för bränsle.

För att göra katalysatorn, forskarna belade titandioxidkristaller i nanoskala med ett tunt lager av koboltoxid. Inledande tester visade att detta material inte producerade mycket väte, så som nästa steg, teamet spetsade denna dubbla katalysator med 1 viktprocent platinananopartiklar – en effektiv men dyr katalysator för att generera väte. I närvaro av simulerat solljus, den platinaimpregnerade katalysatorn bröt ned två antibiotika och producerade avsevärda mängder väte. Till sist, teamet testade sin produkt på riktigt avloppsvatten, vatten från en flod i Kina och avjoniserade vattenprover. Under simulerat solljus, katalysatorn stimulerade väteproduktionen i alla tre proverna. Den största mängden väte erhölls från avloppsvattenprovet. Forskarna säger att deras katalysator kan vara ett hållbart reningsalternativ för avloppsvatten genom att samtidigt generera vätebränsle.