(Phys.org) — L'idrogeno viene utilizzato come fonte di energia nelle celle a combustibile e può essere prodotto dall'acqua utilizzando la luce solare e un catalizzatore adatto. Nel diario Angewandte Chemie , I ricercatori americani hanno ora introdotto un nuovo elettrocatalizzatore costituito da una rete conduttiva di nanofili core-shell che è efficiente quanto i film di ossido di metallo convenzionali su ossido di indio-stagno (ITO) e molto più trasparente e robusto.
Gli ossidi di nichel e cobalto sono materiali anodici attraenti per l'ossidazione dell'acqua perché sono facilmente disponibili e dimostrano un'elevata attività catalitica. Per l'uso in celle di sintesi fotoelettrica, in cui le conversioni chimiche sono guidate dalla luce, gli ossidi sono tipicamente elettrodepositati su substrati di ITO. ITO viene utilizzato per la sua elevata trasmittanza e bassa resistenza del foglio. Però, gli alti potenziali richiesti per l'ossidazione dell'acqua fanno diminuire la conducibilità delle superfici ITO. Inoltre, l'indio è costoso e la produzione di film ITO è costosa. Un altro svantaggio è che gli strati di ossido catalitico riducono la trasmittanza luminosa e quindi la luce catturata dai componenti fotovoltaici.
Un team guidato da Benjamin J. Wiley della Duke University di Durham ha ora sviluppato un nuovo approccio per risolvere questi problemi. Il loro trucco è sostituire l'elettrodo ITO con una rete conduttiva di nanofili di rame. Il rame è un elemento comune ed è ordini di grandezza più economico dell'indio. Inoltre, i nanofili possono essere rapidamente, facilmente, e depositato in modo economico su una superficie di vetro da un liquido. in seguito, i ricercatori depositano elettroliticamente nichel o cobalto sui nanofili. La rete risultante di nanofili core-shell è efficiente quanto i film di ossido metallico di composizione simile per l'ossidazione elettrocatalitica dell'acqua, ma è molte volte più trasparente.
La pellicola di nanofili può anche essere depositata su un foglio flessibile di plastica di polietilene tereftalato (PET) invece del vetro. A differenza degli elettrocatalizzatori basati su ITO su substrati in PET, che soffrono di una significativa perdita di conduttività dopo ripetute piegature, il film fatto di nanofili non è realmente influenzato. Gli scienziati sono ottimisti sul fatto che il loro approccio aprirà nuove possibilità per la progettazione di sistemi più efficienti, meccanicamente robusto, e convenienti sistemi di raccolta della luce per la produzione di combustibili solari.
