Materiały, które rozszczepiają i oczyszczają wodę

Fot. Pixabay CC0

Obecnie najbardziej „wszechstronnymi" materiałami są struktury metaloorganiczne (metal-organic frameworks -MOF). Charakteryzują się one niesamowitymi właściwościami optycznymi i elektronicznymi. W związku z tym wielu naukowców prowadzi nad nimi badania pod kątem ich zastosowań chemicznych.

Jednym z takich zastosowań jest fotokataliza, czyli proces, w którym materiał światłoczuły zostaje wzbudzony światłem, a nadwyżka energii powoduje wybicie elektronów z ich orbit, pozostawiając tzw. dziury. Tworzenie ich jest kluczowe w każdym zależnym od światła procesie energetycznym. Zespół naukowców z EPFL Sion opracował system oparty na MOF, który może jednocześnie wykonywać dwa rodzaje fotokatalizy: oczyszczać wodę, a jednocześnie wytwarzać wodór.

Podczas badań stwierdzono, że tani i dostępny materiał, jakim jest fosforek niklu jest w stanie przeprowadzać skuteczną fotokatalizę w świetle widzialnym. Produkcja wodoru zachodzi dzięki "rozszczepieniu wody", czyli podziale cząsteczki wody na wodór i tlen. Może to zostać wykorzystane do ogniw paliwowych. Drugi rodzaj fotokatalizy to "degradacja organicznego zanieczyszczenia". Naukowcy w swoich testach wykazali, że fotokatalityczny system oparty na MOF był w stanie połączyć rozszczepianie cząsteczek wody z usuwaniem z niej zanieczyszczeń.

Jak powiedział w podsumowaniu prowadzący badania Kyriakos Stylianou: "Ten system fotokatalityczny wolny od metali szlachetnych przybliża pole fotokatalizy do praktycznych zastosowań i pokazuje ogromny potencjał MOF na tym polu".

(KB)