Des chercheurs de l'Université de Houston ont découvert un catalyseur capable de générer rapidement de l'hydrogène à partir de l'eau en utilisant la lumière du soleil, potentiellement créer une source d'énergie propre et renouvelable.

Leurs recherches, publié en ligne dimanche à Nature Nanotechnologie , impliquait l'utilisation de nanoparticules d'oxyde de cobalt pour diviser l'eau en hydrogène et oxygène.

Jiming Bao, auteur principal de l'article et professeur adjoint au département de génie électrique et informatique de l'UH, a déclaré que la recherche avait découvert un nouveau photocatalyseur et démontré le potentiel de la nanotechnologie dans l'ingénierie de la propriété d'un matériau, bien qu'il reste encore du travail à faire.

Bao a déclaré que des expériences de fractionnement d'eau photocatalytique ont été tentées depuis les années 1970, mais ce fut le premier à utiliser de l'oxyde de cobalt et le premier à utiliser de l'eau neutre sous lumière visible avec un rendement de conversion énergétique élevé sans co-catalyseurs ni produits chimiques sacrificiels. Le projet impliquait des chercheurs de l'UH, avec ceux de la Sam Houston State University, l'Académie chinoise des sciences, Université d'État du Texas, Carl Zeiss Microscopie LLC, et l'Université du Sichuan.

Les chercheurs ont préparé les nanoparticules de deux manières, par ablation laser femtoseconde et par broyage mécanique à billes. Malgré quelques différences, Bao a déclaré que les deux fonctionnaient aussi bien.

Différentes sources de lumière ont été utilisées, allant d'un laser à la lumière blanche simulant le spectre solaire. Il a dit qu'il s'attendrait à ce que la réaction fonctionne aussi bien en utilisant la lumière naturelle du soleil.

Une fois les nanoparticules ajoutées et la lumière appliquée, l'eau se sépare presque immédiatement en hydrogène et oxygène, produisant deux fois plus d'hydrogène que d'oxygène, comme prévu à partir du rapport hydrogène sur oxygène de 2:1 dans les molécules d'eau H2O, dit Bao.

L'expérience a un potentiel en tant que source de carburant renouvelable, mais à un taux d'efficacité solaire-hydrogène d'environ 5 %, le taux de conversion est encore trop faible pour être commercialement viable. Bao a suggéré qu'un taux d'efficacité plus réalisable serait d'environ 10 %, ce qui signifie que 10 pour cent de l'énergie solaire incidente seront convertis en énergie chimique d'hydrogène par le processus.

D'autres problèmes restent à résoudre, également, notamment en réduisant les coûts et en prolongeant la durée de vie des nanoparticules d'oxyde de cobalt, que les chercheurs ont découvert s'est désactivé après environ une heure de réaction.

"Ça se dégrade trop vite, " dit Bao, qui a également des postes en génie des matériaux et au département de chimie.

L'oeuvre, soutenu par la Welch Foundation, mènera à de futures recherches, il a dit, y compris la question de savoir pourquoi les nanoparticules d'oxyde de cobalt ont une durée de vie si courte, et les questions impliquant les propriétés chimiques et électroniques du matériau.