Ученым удалось создать систему, которая производит синтез-газ из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Ранее этот продукт получали с помощью газификации ископаемого топлива — процесса, который наносит вред окружающей среде. Статья о разработке опубликована в журнале Nature Materials.

Синтез-газ — это смесь угарного газа и водорода. Она широко применяется в химическом производстве для синтеза метанола и различных углеводородов. Сегодня синтез-газ получают паровой конверсией метана или газификацией угля. Но эти процессы требуют высоких температур и давлений, а потому стоимость получаемого в их результате продукта оказывается достаточно высокой.

Новая система, разработанная учеными из Кембриджского университета, способна вырабатывать синтез-газ с помощью гораздо меньшего объема энергии. Для ее работы, согласно данным, требуется десятая часть мощности солнечного света. На создание устройства исследователей вдохновил фотосинтез — естественный процесс, в ходе которого растения используют энергию солнечного света для превращения углекислого газа в углеводы.

Аппарат состоит из большого количества слоев, каждый из которых играет свою определенную роль. Два внешних слоя, расположенные с обоих концов «искусственного листа», представляют собой светопоглотители из галоидных перовскитов и ванадата висмута BiVO₄, соединенных с катализатором из кобальта. Этот материал не только дешевле других катализаторов аналогичного типа, но и позволяет производить угарный газ эффективнее большинства из них.

Когда устройство погружено в воду, один конец устройства начинает производить водород. Другой осуществляет химическую реакцию, которая превращает углекислый газ и воду в угарный газ и водород, образуя синтез-газ. Исследования устройства в реальных условиях показали его эффективность даже при плохой погоде и низкой освещенности.