Учёные из Нинбоского института материаловедения и инженерии (NIMTE) Китайской академии наук создали новый фотокатализатор для получения водорода из воды с помощью солнечного света.
Главная проблема таких реакций — короткое время жизни электронов и дырок, которые быстро рекомбинируют и не успевают участвовать в выработке водорода. Китайские исследователи научились увеличивать это время в 1000 раз.
Вместо обычных иминных связей в ковалентных органических каркасах (COF) учёные применили более устойчивые кумариновые связи. Они подавляют вращательные колебания молекул, снижающие эффективность переноса заряда.
Это позволило уменьшить ширину запрещённой зоны и облегчить перенос зарядов на большие расстояния внутри материала, повысив эффективность использования видимого света.
Для ускорения реакции дополнительно применялись наночастицы платины в качестве катализатора. При освещении длиной волны 440 нм скорость выделения водорода достигла 531 ммоль на грамм катализатора в час.
При более широком спектре видимого света (свыше 420 нм) показатель составил 166 ммоль/(г·ч). Разработка открывает путь к более эффективному производству экологически чистого водородного топлива.