Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions au Japon a mis au point un meilleur moyen de diviser les molécules d'eau pour produire de l'hydrogène en utilisant la lumière du soleil. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit sa technique et son efficacité. Simone Pokrant avec Inscripta, Inc. a publié un article de News and Views décrivant les problèmes auxquels les scientifiques ont été confrontés en essayant d'utiliser la lumière du soleil pour l'électrolyse et détaille également le travail de l'équipe dans le même numéro de revue.

Alors que la planète continue de se réchauffer en raison de la poursuite des émissions de gaz à effet de serre, les scientifiques cherchent des alternatives à la combustion d'essence dans les voitures, un contributeur majeur au réchauffement climatique. L'un des principaux domaines de recherche a consisté à remplacer l'essence des voitures par de l'hydrogène - lorsqu'il brûle, il ne produit aucun gaz à effet de serre. Mais de tels efforts ont été entravés par des problèmes d'efficacité et économiques. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont jeté un nouveau regard sur l'utilisation du titanate de strontium, un oxyde de strontium et de titane. Les scientifiques savent depuis la fin des années 1970 qu'il peut être utilisé pour diviser les molécules d'eau par photocatalyse, mais ont été incapables de trouver un moyen économique de l'utiliser. Les chercheurs au Japon ont trouvé des moyens de contourner plusieurs des obstacles à son utilisation générale.

Les chercheurs ont appliqué plusieurs nouvelles techniques à l'utilisation du titanate de strontium comme photocatalyseur. Le premier impliquait la suppression de la recombinaison de charge en améliorant la cristallinité et en réduisant le nombre de défauts chimiques dans le réseau cristallin. La deuxième technique impliquait une suppression supplémentaire de la recombinaison de charge en déposant sélectivement des co-catalyseurs sur les facettes cristallines. Une troisième technique consistait à empêcher les réactions secondaires indésirables en recouvrant le cocatalyseur de rhodium dans une enveloppe protectrice constituée d'un composé de chrome.

La combinaison d'améliorations de la technique a conduit à un score d'efficacité quantique externe plus élevé (la fraction des photons frappant la réaction que le photocatalyseur peut utiliser pour diviser les molécules d'eau) - ils ont atteint 96% en utilisant leur technique avec le photocatalyseur lors de tests avec irradié léger. Plus de travail est nécessaire avant que leur technique puisse être traduite dans des conditions réelles, mais les chercheurs suggèrent que leurs travaux montrent qu'une telle approche est viable.

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