Hidrógeno como fuente de combustible, en lugar de hidrocarburos como el petróleo y el carbón, ofrece muchos beneficios. La quema de hidrógeno produce agua inofensiva con el potencial de eliminar las emisiones de dióxido de carbono y su carga ambiental. En la búsqueda de tecnologías que puedan conducir a un gran avance en el logro de una economía del hidrógeno, una cuestión clave es producir hidrógeno a bajo precio. El uso de catalizadores para dividir el agua es la forma ideal de generar hidrógeno, pero hacerlo normalmente requiere un aporte de energía de otros productos químicos, electricidad, o una porción de luz solar que tiene suficiente energía.

Ahora, los investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un nuevo sistema catalítico para dividir el agua de manera eficiente y producir hidrógeno con energía de la luz solar normal. Su estudio se informó recientemente en Edición internacional Angewandte Chemie .

"No ha sido posible utilizar luz visible para la fotocatálisis, pero nuestro enfoque de combinar fósforo negro nanoestructurado para la reducción del agua a hidrógeno y vanadato de bismuto para la oxidación del agua a oxígeno nos permite hacer uso de una amplia gama del espectro solar para producir hidrógeno y oxígeno con una eficiencia sin precedentes. ", dice el autor principal Mingshan Zhu.

El fósforo negro tiene un plano, estructura bidimensional similar a la del grafeno y absorbe fuertemente la luz en todo el espectro visible. Los investigadores combinaron el fósforo negro con vanadato de bismuto, que es un catalizador de oxidación de agua bien conocido.

De la misma manera que las plantas transportan electrones entre diferentes estructuras en la fotosíntesis natural para dividir el agua y producir oxígeno, los dos componentes de este nuevo catalizador podrían transferir rápidamente electrones excitados por la luz solar. Las cantidades de los dos componentes también se optimizaron en el catalizador, conduciendo a la producción de gases de hidrógeno y oxígeno en una proporción ideal de 2:1.

El coautor Tetsuro Majima dice:"La realización de la producción de hidrógeno impulsada por la luz solar es la base de una sociedad orientada al hidrógeno. Nuestra contribución supera un obstáculo importante, pero queda mucho por hacer para hacer del hidrógeno una fuente de combustible práctica en el futuro ".