Дослідники з Мічиганського університету розробили новий квантовий матеріал, що дозволяє отримувати екологічно чистий водень, використовуючи лише сонячне світло та воду. Цей прорив вирішує ключові проблеми у фотокаталітичному розщепленні води, відкриваючи шлях до сталого виробництва водневого палива без залежності від викопних ресурсів.
Водень є перспективним джерелом енергії, оскільки при спалюванні виділяє лише водяну пару, значно зменшуючи шкідливі викиди. У майбутньому він може забезпечити роботу важкої техніки, такої як вантажівки, поїзди та кораблі, а також систем промислового опалення та децентралізованого електропостачання. Традиційні методи виробництва водню часто залежать від викопного палива, що нівелює його екологічні переваги. Науковці подолали цю проблему, створивши екситонні квантові надґратки з ультратонких шарів нітриду галію та індій-галію, які ефективно розщеплюють молекули води.
У ході випробувань розроблені надґратки продемонстрували ефективність перетворення сонячної енергії у водень на рівні 3,16% в умовах навколишнього середовища з концентрованим сонячним світлом. Навіть під час демонстраційних тестів просто неба, при інтенсивності сонячного світла, що в 204 рази перевищувала початкову, середня ефективність становила 1,64%. Дослідники досягли цього завдяки використанню квантово-обмеженого ефекту Штарка. Хоча нинішній рівень ефективності ще недостатній для широкого комерційного впровадження, це дослідження є значним кроком уперед і підкреслює величезний потенціал квантових матеріалів для створення екологічно чистого водневого палива. Подальші вдосконалення можуть прискорити перехід на відновлювані джерела енергії та допомогти уникнути найгірших наслідків зміни клімату.
