Ve studii zveřejněné v časopise ACS Applied Materials & Interfaces badatelé vysvětlují, že fotoelektrický rozklad vody na vodík a kyslík je slibnou metodou udržitelné výroby palivového vodíku. Proces probíhá v elektrochemických článcích, které obsahují anodu a katodu ponořené ve vodě a připojené k vnějšímu okruhu. Na anodě dochází k oxidaci a působením světelné energie se uvolňuje kyslík (O2). Vlny elektromagnetického záření ve viditelném pásmu spektra dodávají energii elektronům anody a umožňují jim pohybovat se vnějším obvodem ke katodě, kde se uvolňuje vodík (H2).
Doposud bylo obtížné najít fotoelektrický systém, v němž by rozklad vody probíhal efektivně. Důvodem je, že oxid titaničitý, který je obvyklým materiálem pro anodu, dokáže pohlcovat pouze vysoce energetickou část světelného spektra. Někdy se oxid titaničitý míchá se zlatem a stříbrem, aby lépe pohlcoval viditelnou část spektra, to však celý proces prodražuje.
Obohacením oxidu titaničitého kobaltem je však možné vytvořit fotoanodu, která dokáže pohlcovat energii z viditelné části spektra. Nejdříve se vytvoří tenká vrstva oxidu titaničitého, která se pak ponoří do vodného roztoku dusičnanu kobaltnatého. Kobalt nejen pohlcuje viditelné světlo a přenáší elektrický náboj na vrstvu oxidu titaničitého, ale také působí jako katalyzátor.
„Naše studie ukazuje, že fotoelektrické články, které využívají viditelné světlo, mohou být vyrobeny s obsahem relativně hojného kovu a bez nutnosti složitých příprav,“ uvedl jeden z autorů studie Kazuhiko Maeda.
Autor: Petr Bílek
