L'hydrogène est prometteur en tant que forme peu coûteuse d'énergie propre, mais trouver un moyen efficace et abordable de produire le carburant à partir de l'eau - une technique connue sous le nom de fractionnement de l'eau - reste un défi scientifique majeur.

Un chercheur de l'Université de Houston travaille avec un collègue à Taïwan pour utiliser des nanocoquilles creuses en or-argent pour augmenter l'efficacité des photocatalyseurs, où les matériaux nanocomposites combinés génèrent de l'hydrogène à partir de l'eau, alimenté uniquement par la lumière du soleil.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair en chimie et doyen associé pour la recherche au UH College of Natural Sciences and Mathematics, lesdites nanocoquilles permettent au système photocatalyseur composite d'absorber un spectre plus large de lumière disponible, améliorer la capacité du photocatalyseur à séparer l'hydrogène de l'eau, ne laissant que de l'oxygène comme sous-produit.

Lee est également affilié au Texas Center for Superconductivity à UH. Son travail sur le projet est financé par 150 $, 000 du U.S. Air Force Office of Scientific Research et fait suite à plusieurs années de participation à l'U.S. Air Force-Taiwan Nanoscience Initiative. Son collaborateur, Tai-Chou Lee de l'Université centrale nationale de la ville de Taoyuan, Taïwan, était un ancien chercheur post-doctoral dans son laboratoire à l'UH.

L'hydrogène peut être utilisé sous forme de piles à combustible pour alimenter des moteurs électriques ou brûlé dans des moteurs à combustion interne. Mais trouver une pratique, moyen peu coûteux et respectueux de l'environnement de produire de grandes quantités d'hydrogène gazeux a été insaisissable.

La plupart de l'hydrogène aujourd'hui est produit par reformage du méthane à la vapeur et gazéification du charbon, méthodes qui manquent de portabilité et augmentent l'empreinte carbone du carburant malgré le fait qu'il brûle proprement. Pouvoir produire de l'hydrogène de manière fiable et bon marché en utilisant uniquement de l'eau et de la lumière solaire serait une avancée majeure.

Le laboratoire de Lee se concentre sur les nanoparticules, couches minces et revêtements à l'échelle nanométrique et autres nanomatériaux pour les industries de l'énergie et des soins de santé, tandis que Tai-Chou Lee - les deux ne sont pas liés - travaille en photocatalyse, utiliser la lumière pour déclencher un changement chimique.

Lee de UH a déclaré que mettre les deux ensemble - en utilisant des nanocoquilles creuses en or-argent à surface modifiée pour augmenter l'efficacité du catalyseur de Tai-Chou Lee - est un mariage de recherche fondamentale avec une application finale.

Alors que les photocatalyseurs traditionnels absorbent généralement la lumière dans les plages ultraviolettes et visibles à courte longueur d'onde, l'ajout des nanocoquilles permet au système catalytique d'utiliser davantage les longueurs d'onde visibles et proches de l'infrarouge à grande longueur d'onde, augmentant son efficacité globale.

L'année dernière, les chercheurs ont publié les premiers résultats de leurs travaux; Lee a déclaré que la dernière subvention lui permettra d'améliorer l'efficacité des nanoshells, qui sont fabriqués à partir d'une combinaison d'or et d'argent mais recouverts d'un matériau diélectrique essentiel pour obtenir une production abondante d'hydrogène.

"Si vous pouvez utiliser le soleil pour générer du carburant à partir de l'eau, c'est une source d'énergie vraiment propre, " dit Lee.