Dekódování umělé fotosyntézy

Vědci se již dlouho snaží pochopit přesný mechanismus štěpení vody pomocí katalyzátorů na bázi nitridu uhlíku. Dr. Paolo Giusto a jeho tým poprvé zachytili postupné interakce na rozhraní mezi nitridem uhlíku a vodou a podrobně popsali přenos protonů a elektronů z vody na katalyzátor pod světlem. Tento objev pokládá zásadní základy pro optimalizaci katalytických materiálů pro výrobu vodíku jako řešení pro obnovitelné zdroje energie.
Rostliny využívají světlo k výrobě paliv prostřednictvím fotosyntézy - přeměňují sluneční energii na molekuly cukru. Pomocí umělé fotosyntézy vědci napodobují přírodu a přeměňují světlo na vysoce energetické chemické látky ve snaze získat udržitelná paliva. Uhlíkové nitridy jsou již dlouho považovány za účinné katalyzátory v této snaze. Tyto sloučeniny uhlíku a dusíku využívají světlo k rozkladu vody na její složky, kyslík a vodík - přičemž vodík představuje slibný obnovitelný zdroj energie. Jak přesně ale štěpení vody probíhá? Vědci poprvé zachytili každý krok jedné z nejprozkoumanějších a zároveň nejméně pochopených reakcí posledního desetiletí. "Jde o více než jen zodpovězení dlouholeté otázky v základní vědě," tvrdí hlavní řešitel Dr. Paolo Giusto z Institutu Maxe Plancka pro koloidy a rozhraní.
"Odhalení interakce mezi molekulami vody a nitridy uhlíku pod světlem poskytuje zásadní vstupní informace pro pokrok v oblasti zelené energie." Klíč k vyřešení této vědecké hádanky spočívá ve složitých procesech, které se odehrávají, když voda ulpívá na povrchu nitridu uhlíku. Doposud bylo kvůli rozdílným časovým průběhům mnoha reakcí obtížné dát dohromady úplný obraz a vědci se spoléhali na teoretické výpočty a retrospektivní experimenty. Giusto a jeho kolegové pomocí pokročilých spektroskopických technik zachytili nitrid uhlíku ... přímo při činu.
(detaily jsou v angličtině)

Datum: 19.2.2025

fotosyntéza