طريقة فعالة جديدة لتجزئة الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام أشعة الشمس قد طورت في الصين وإسرائيل. حيث يتم أولاً أكسدة الماء بالماء الأكسجيني Hydrogen Peroxide ثم يتحلل باستخدام محفز كيميائي رخيص.
إنّ الإجراء المعروف هو التحليل الإلكتروني الضوئي Photoelectrolysis حيث إنّ الخلية الضوئية تحصل على الطاقة من الفوتونات، وفرق الجهد يستخدم لفصل الماء. الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة هو 1.23 فولط ولتحقق معدل التفاعل المرجو يجب أن يكون حوالي 2 فولط. هذه الطريقة يمكن أن تستخدم لثلاث أو أربع خلايا شمسية مما يزيد التكلفة.
وثمة خيار آخر أكثر بساطة وهو التحفيز الضوئي باستخدام مسحوق محفز يتأثر بالضوء المرئي لتحفيز التفاعل وهي عبارة عن معلق في الماء يمتص الفوتونات ويحفز عملية الفصل كما أنها الطريقة الأسهل والأرخص في المصانع.
العديد من المحفزات الضوئية هي ذو فعالية أقل من 0.1 % ولها الكثير من السلبيات حيث تتطلب مواد عالية الثمن مثل الذهب –التوقف السريع عن العمل –بسبب بعض التفاعلات الجانبية
الباحثون في جامعة sooshow university في الصين بإشراف الدكتور Zhenhui Kang قرروا مضاعفة إنتاج الماء الأكسجيني، وصمموا محفز رخيص مركب من المكونات الوفيرة في الأرض هي نتريد الكربون C3N4 وهو تركيب خاص يحوي على نقاط كمومية كربونية Carbon Nanodots حيث أنّ هذا المحفز يفصل الماء لهيدروجين وماء أكسجيني.و بشكل عام إنّ هذه النقاط الكمومية الكربونية تعمل كمحفز كيميائي فيحلل الماء الأكسجيني للماء والأوكسجين ويسمح للمحفز بامتصاص المزيد من الضوء.
المحفز الضوئي الأفضل لهذا اليوم هو Nanorystalline Cobalt Oxide والذي لديه قابلية للتحول بفعالية 5% ولكن يبدأ بفقد فعاليته خلال 1 ساعة أما المحفز الضوئي الحالي أظهر عدم تراجع بعد 200 يوم ووجد العلماء أنهم إذا حسَنوا هذه المحفزات الضوئية بحيث تمتلك قابلية للتحول بحوالي 5 % ممكن أن يخفض تكلفة إنتاج الهيدروجين إلى 2.30$ للكيلو غرام الواحد
المصدر:
Sun rises on new solar route to hydrogen. (n.d.). Chemistry Today. Retrieved March 15, 2015, from http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/02/sun-rises-new-solar-route-hydrogen-peroxide-water-splitting
