L’hydrogène est une source d’énergie sans pollution lorsqu’il est extrait de l’eau en utilisant la lumière du soleil au lieu de combustibles fossiles. Mais les stratégies actuelles de « séparation » ou de séparation des molécules d’eau avec des catalyseurs et de la lumière nécessitent l’introduction d’additifs chimiques pour accélérer le processus. Désormais, les chercheurs rapportent Ingénierie ACS ES&T ont développé un catalyseur qui détruit les médicaments et autres composés déjà présents dans les eaux usées pour générer de l’hydrogène carburant, en éliminant un contaminant tout en produisant quelque chose d’utile.
Exploiter l’énergie du soleil pour diviser l’eau pour produire de l’hydrogène est une ressource renouvelable prometteuse, mais c’est un processus lent, même lorsque des catalyseurs sont utilisés pour l’accélérer. Dans certains cas, des alcools ou des sucres sont ajoutés pour augmenter le taux de production d’hydrogène, mais ces produits chimiques sont détruits au fur et à mesure de la production d’hydrogène, ce qui signifie que l’approche n’est pas renouvelable. Dans une stratégie distincte, les chercheurs ont essayé d’utiliser des contaminants dans les eaux usées pour améliorer la production d’hydrogène. Alors que les catalyseurs à base de titane fonctionnaient à la fois pour éliminer les contaminants et pour générer de l’hydrogène, les rendements étaient inférieurs aux attentes pour les deux étapes en raison de leurs sites de réaction qui se chevauchaient. Une manière de réduire ces interférences est de fabriquer des catalyseurs en fusionnant différents métaux conducteurs, créant ainsi des endroits séparés pour que les réactions se produisent. Ainsi, Chuanhao Li et ses collègues voulaient combiner l’oxyde de cobalt et le dioxyde de titane pour créer un catalyseur à double fonctionnement qui décomposerait les médicaments courants dans les eaux usées tout en convertissant efficacement l’eau en hydrogène pour le carburant.
Pour fabriquer le catalyseur, les chercheurs ont revêtu des cristaux de dioxyde de titane à l’échelle nanométrique d’une fine couche d’oxyde de cobalt. Les premiers tests ont montré que ce matériau ne produisait pas beaucoup d’hydrogène, donc comme étape suivante, l’équipe a enrichi ce double catalyseur avec 1% en poids de nanoparticules de platine – un catalyseur efficace mais coûteux pour générer de l’hydrogène. En présence d’une lumière solaire simulée, le catalyseur imprégné de platine a dégradé deux antibiotiques et produit des quantités substantielles d’hydrogène. Enfin, l’équipe a testé son produit sur de véritables eaux usées, de l’eau d’une rivière en Chine et des échantillons d’eau désionisée. Sous une lumière solaire simulée, le catalyseur a stimulé la production d’hydrogène dans les trois échantillons. La plus grande quantité d’hydrogène a été obtenue à partir de l’échantillon d’eaux usées. Les chercheurs affirment que leur catalyseur pourrait être une option de traitement durable des eaux usées en générant de l’hydrogène en même temps.
Source de l’histoire:
Matériaux fourni par American Chemical Society. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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