I ricercatori dell'Università di Southampton hanno trasformato le fibre ottiche in microreattori fotocatalitici che convertono l'acqua in idrogeno utilizzando l'energia solare.

La tecnologia innovativa riveste l'interno delle canne in fibra ottica microstrutturata (MOFC) con un fotocatalizzatore che, con la luce, genera idrogeno che potrebbe alimentare una vasta gamma di applicazioni sostenibili.

chimici, fisici e ingegneri di Southampton hanno pubblicato il loro proof of concept in Fotonica ACS e ora stabilirà studi più ampi che dimostrino la scalabilità della piattaforma.

I MOFC sono stati sviluppati come reattori microfluidici ad alta pressione, ciascuno dei quali ospita più capillari che passano una reazione chimica lungo la lunghezza della canna.

Oltre alla generazione di idrogeno dall'acqua, il team di ricerca multidisciplinare sta studiando la conversione fotochimica dell'anidride carbonica in combustibile sintetico. La metodologia unica presenta una soluzione potenzialmente fattibile per le energie rinnovabili, l'eliminazione dei gas serra e la produzione chimica sostenibile.

Dottor Matteo Potter, Assegnista di ricerca in chimica e autore principale, afferma:"Essere in grado di combinare processi chimici attivati ​​dalla luce con le eccellenti proprietà di propagazione della luce delle fibre ottiche ha un enorme potenziale. In questo lavoro il nostro esclusivo fotoreattore mostra miglioramenti significativi nell'attività rispetto ai sistemi esistenti. Questo è un esempio ideale di ingegneria chimica per una tecnologia verde del 21° secolo."

I progressi nella tecnologia delle fibre ottiche hanno svolto un ruolo importante nelle telecomunicazioni, archiviazione dei dati e potenziale di rete negli ultimi anni. Quest'ultima ricerca coinvolge esperti dell'Optoelectronics Research Center (ORC) di Southampton, parte dello Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics, per sfruttare il controllo senza precedenti delle fibre sulla propagazione della luce.

Gli scienziati rivestono le fibre con ossido di titanio, decorato con nanoparticelle di palladio. Questo approccio consente alle canne rivestite di fungere contemporaneamente da ospite e catalizzatore per la scissione continua indiretta dell'acqua, con metanolo come reagente sacrificale.

Dott. Pier Sazio, coautore dello studio dello Zepler Institute, afferma:"Le fibre ottiche formano lo strato fisico della straordinaria rete di telecomunicazioni globale lunga quattro miliardi di chilometri, attualmente biforcandosi ed espandendosi ad un ritmo di oltre Mach 20, cioè più di 14 anni, 000 piedi/sec. Per questo progetto, abbiamo riproposto questa straordinaria capacità produttiva utilizzando le strutture qui all'ORC, per fabbricare microreattori altamente scalabili realizzati in puro vetro di silice con proprietà di trasparenza ottica ideali per la fotocatalisi solare".

Il nuovo articolo della rivista American Chemical Society (ACS) è guidato da Matthew, con i contributi del Professore di Chimica Robert Raja, Alice Oakley e Daniel Stewart, il Dott. Pier Sazio e il Dott. Thomas Bradley dell'ORC, e il Dr. Richard Boardman di Engineering presso il Centro di imaging a raggi X µ-VIS.

La ricerca si basa sui risultati delle tecnologie delle fibre fotoniche finanziate dal Consiglio di ricerca per l'ingegneria e le scienze fisiche per la catalisi dei combustibili solari (EP/N013883/1).

Professor Robert Raja, co-autore dello studio e professore di chimica dei materiali e catalisi, dice:"Negli ultimi 15 anni, abbiamo aperto la strada allo sviluppo di una piattaforma predittiva per la progettazione di nanocatalizzatori multifunzionali e siamo entusiasti che questa partnership con l'ORC porterà a sviluppi multiscala nella fotonica e nella catalisi".