Waterstof is een energiebron die vrij is van vervuiling wanneer het wordt gewonnen uit water met behulp van zonlicht in plaats van fossiele brandstoffen. Maar de huidige strategieën voor het 'splitsen' of uiteenvallen van watermoleculen met katalysatoren en licht vereisen de introductie van chemische additieven om het proces te versnellen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS ES&T Engineering hebben een katalysator ontwikkeld die medicijnen en andere verbindingen die al in afvalwater aanwezig zijn vernietigt om waterstofbrandstof te genereren, het verwijderen van een verontreiniging terwijl u iets nuttigs produceert.

Het benutten van de energie van de zon om water te splitsen om waterstofbrandstof te maken, is een veelbelovende hernieuwbare hulpbron. maar het is een langzaam proces, zelfs als katalysatoren worden gebruikt om het te versnellen. In sommige gevallen, alcoholen of suikers worden toegevoegd om de waterstofproductie te versnellen, maar deze chemicaliën worden vernietigd als waterstof wordt gegenereerd, wat betekent dat de aanpak niet hernieuwbaar is. In een aparte strategie onderzoekers hebben geprobeerd verontreinigingen in afvalwater te gebruiken om de productie van waterstofbrandstof te verbeteren. Terwijl op titanium gebaseerde katalysatoren zowel voor het verwijderen van verontreinigingen als voor het genereren van waterstof werkten, de efficiënties waren lager dan verwacht voor beide stappen vanwege hun overlappende reactieplaatsen. Een manier om dergelijke interferenties te verminderen, is door katalysatoren te maken door verschillende geleidende metalen samen te smelten, waardoor afzonderlijke plaatsen worden gecreëerd waar reacties kunnen plaatsvinden. Dus, Chuanhao Li en collega's wilden kobaltoxide en titaniumdioxide combineren om een ​​dubbelwerkende katalysator te creëren die gewone medicijnen in afvalwater zou afbreken en tegelijkertijd water efficiënt zou omzetten in waterstof als brandstof.

Om de katalysator te maken, de onderzoekers bedekten titaniumdioxidekristallen op nanoschaal met een dun laagje kobaltoxide. Uit de eerste tests bleek dat dit materiaal niet veel waterstof produceerde, dus als volgende stap het team verrijkte deze dubbele katalysator met 1 gewichtsprocent platina-nanodeeltjes - een efficiënte maar dure katalysator voor het genereren van waterstof. In aanwezigheid van gesimuleerd zonlicht, de met platina geïmpregneerde katalysator degradeerde twee antibiotica en produceerde aanzienlijke hoeveelheden waterstof. Eindelijk, het team testte hun product op echt afvalwater, water uit een rivier in China en monsters van gedeïoniseerd water. Onder gesimuleerd zonlicht, de katalysator stimuleerde de waterstofproductie in alle drie de monsters. De grootste hoeveelheid waterstof werd verkregen uit het afvalwatermonster. De onderzoekers zeggen dat hun katalysator een duurzame afvalwaterzuiveringsoptie kan zijn door tegelijkertijd waterstofbrandstof te genereren.