Водород расщепляют без тепла: химия будущего опередила фантастику

Фотокатализаторы на основе золота и оксидов металлов позволили превратить CO₂ в ценные углеводороды с рекордной селективностью и без необходимости в экстремальных условиях давления и температуры.

Прорыв в каталитической химии

Международная команда исследователей разработала технологию гетеролитического расщепления водорода при комнатной температуре. Ключевым элементом стал фотокатализатор Au/TiO₂, активируемый ультрафиолетовым светом.

Процесс инициирует миграцию электронов и образование реактивных частиц водорода, которые запускают целый ряд химических превращений.

Конверсия CO₂ и ценные продукты

С помощью новой технологии удалось полностью преобразовать CO₂ в этан с селективностью до 90%. Еще более впечатляющим стало получение этилена: выход превысил 99% и сохранялся на протяжении 1500 часов непрерывной работы. Такие показатели демонстрируют промышленный потенциал метода.

Отказ от экстремальных условий

В традиционной химии гидрирование требует высоких температур и давлений, что делает процесс энергозатратным. Новый подход работает при комнатной температуре, что резко снижает энергопотребление и упрощает внедрение на производстве.

Учитывая, что гидрирование задействовано в 25% всех мировых химических процессов, экономический и экологический эффект может быть колоссальным.

Универсальность метода

Разработанный механизм применим не только к Au/TiO₂, но и к другим системам, включая Au/CeO₂ и Au/BiVO₄. Это открывает путь к широкому использованию фотокатализаторов в промышленности, основанной на возобновляемых источниках энергии, прежде всего солнечном свете.

Шаг к устойчивой энергетике

Исследование стало важным вкладом в развитие зеленой химии. Оно показывает, что фотоиндуцированные процессы могут заменить энергоемкие технологии и приблизить переход к более устойчивой модели промышленности.