Forskare har på syntetisk väg framställt en förening som kan absorbera rött och nära infrarött ljus för att producera väte från vatten. Det är första gången som ljus av det här slaget med framgång används för att bryta ner vatten till väte, som kan användas för omvandling och lagring av energi och för andra industriella ändamål i ett framtida samhälle baserat på hållbar energi.
Väte är ett lovande grönt bränsle, som bland annat skulle kunna ersätta bensin i fordon. Ämnet finns emellertid inte i stora mängder i naturen och måste produceras på konstgjord väg, genom att bryta ner vatten till väte och syre. Det finns många sätt att göra detta på, men det renaste och därmed mest attraktiva är att använda solenergi för att driva reaktionen.
Ju mer ljus de solceller som används kan fånga upp, desto mer väte produceras. Dessvärre absorberar de flesta solceller bara kortare våglängder, som motsvarar färger som blått och grönt, medan resten av ljuset går förlorat.
Nu kan forskare vid Kyushu University i Japan ha löst detta problem med en uppfinning som drivs av rött ljus och nära infrarött ljus, med längre våglängd än synligt rött ljus.
Att rött och nära infrarött ljus inte absorberas beror på att dessa våglängder vanligtvis inte har tillräckligt hög energi för att få elektronerna i solcellsmaterialet att hoppa till högre energinivåer. Den nya designen råder bot på detta genom att på ett fiffigt sätt utnyttja kemin hos metallen rutenium.
- Vi införde nya energinivåer i ruteniumatomerna. Det är som att sätta fler stegpinnar på en stege och nu har elektronerna inte lika långt att hoppa, vilket gör att de kan utnyttja ljus med lägre energi som rött och nära infrarött ljus. Detta fördubblar nästan den mängd solljus vi kan skörda, förklarar professor Ken Sakai vid Kyushu University, som tillägger att han hoppas att detta bara är början och att de genom att förstå kemin bättre kan kommersialisera ren, vätebaserad energilagring.