Ученые Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали защитную пленку, которая снижает риск возгорания взрывоопасной смеси водорода и кислорода, вырабатываемых в процессе искусственного фотосинтеза, сообщает From quarks to quasars. При нанесении на полупроводниковые материалы, такие, как кремний или оксид никеля, она препятствует накоплению ржавчины и предотвращает возгорание взрывоопасной смеси водорода и кислорода, которая образуется в результате процессов искусственного фотосинтеза.

Американские ученые уже несколько лет изучают возможности искусственного фотосинтеза. Ранее сообщалось о создании искусственного листа в Гарварде. Искусственный лист, созданный в Caltech научной группой профессора Нейта Левиса, состоит из трех основных компонентов: двух электродов - фотоанода и фотокатода - и мембраны. Фотоанод использует солнечный свет для окисления молекул и образования газообразного кислорода, протонов и электронов, а фотокатод преобразует протоны и электроны в газообразный водород. Мембрану, которая разделяет эти вещества, позволяет их направить в трубопровод и исключает возможность взрыва, как правило, делают из пластика.

Разработчики делают электроды из полупроводников, таких, как кремний или арсенид галлия - они поглощают свет и используются в солнечных батареях. К сожалению, эти вещества под воздействие воды вырабатывают оксидный слой (или, попросту, ржавеют). Многочисленные попытки создать защитные покрытия для электродов долго оставались неуспешными.

"Вы хотите создать покрытие, которое было бы можно нанести на полупроводник, которое бы не пропускало воду, было прозрачным и могло бы бы катализатором процессов разделения воды на кислород и топливо. Создание защитного слоя, соответствующего некоторым из этих параметров, было бы значительным шагом вперед - но мы нашли материал, способный делать все эти вещи сразу", - цитируются в сообщении слова профессора Левиса.

Исследователи обнаружили, что пленка из оксида никеля совместима со многими полупроводниковыми материалами, и в том числе с кремнием, фосфатом индия и теллуритом кадмия. Пленка состоит из двух слоев и хорошо показала себя работающей в сочетании с мембраной, которая разделяет фотоанод и фотокатод.

"Без мембраны, разделяющей фотоанод и фотокатод, они оказываются слишком близко друг к другу, и когда высокореактивные кислород, водород и электричество оказываются в одно и тоже время и в одном и том же месте - вы получаете рецепт катастрофы. С нашей пленкой можно построить безопасный прибор, который не взорвется и будет достаточно эффективным", - отмечает Левис.

Ученые планируют продолжать работу дальше - над фотокатодом. Как полагают исследователи, их разработки приближает создание механизмов, которые будут работать на экологически чистом водородном топливе, получаемом из воды в процессе искусственного фотосинтеза.