Ученые EPFL повысили эффективность производства водорода из солнечного света

Исследователи из лаборатории LIMNO при EPFL выяснили, как разные галогениды изменяют поверхностную химию наночастиц органических полупроводниковых фотокатализаторов. Контролируя эти процессы, они значительно улучшили эффективность производства водорода из солнечного света. Об этом сообщает издание Phys.org.

Производство водорода из воды с помощью солнечного света может обеспечить надежное хранение чистой энергии, но сейчас оно дорого. Органические полупроводниковые наночастицы — перспективная альтернатива традиционным технологиям: они активны в видимом свете и производятся из распространенных элементов, что может снизить стоимость зеленого водорода до промышленно значимых уровней.

Добавление небольших количеств платины необходимо для каталитической активности, но поверхностная химия фотодепонированного Pt-кокатализатора оставалась малоизученной. В исследовании, опубликованном в ACS Energy Letters, ученые показали, что галогенидный лиганд в гексагалогенплатинатных(IV) прекурсорах (K2PtX6, X = Cl, Br, I) определяет и кинетику фотодепозиции платины, и итоговую фотокаталитическую активность.

Хлороплатинатные прекурсоры оставляют частично восстановленные Pt–Cl-частицы на поверхности платины, отравляя активные центры и подавляя выделение H2 в системах с низким фотопотенциалом. Бром- и йодоплатинатные прекурсоры восстанавливаются легче и избегают этого отравления. Модифицируя поверхность платины йодид-ионами, исследователи увеличили скорость выделения водорода до кажущегося квантового выхода 17% при 700 нм — одного из самых высоких показателей для таких материалов.

Эти результаты подчеркивают важность поверхностной химии кокатализатора как критического, но часто упускаемого параметра в фотокаталитических системах.