L'idrogeno è promettente come forma economica di energia pulita, ma trovare un modo efficiente e conveniente per produrre il carburante dall'acqua, una tecnica nota come water-splitting, rimane una sfida scientifica fondamentale.

Un ricercatore dell'Università di Houston sta lavorando con un collega di Taiwan per utilizzare nanogusci cavi oro-argento per aumentare l'efficienza dei fotocatalizzatori, dove i materiali nanocompositi combinati generano idrogeno dall'acqua, alimentato solo dalla luce del sole.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair in chimica e decano associato per la ricerca presso l'UH College of Natural Sciences and Mathematics, ha affermato che i nanoshell consentono al sistema fotocatalizzatore composito di assorbire uno spettro più ampio di luce disponibile, migliorare la capacità del fotocatalizzatore di separare l'idrogeno dall'acqua, lasciando solo ossigeno come sottoprodotto.

Lee è anche affiliato con il Texas Center for Superconductivity presso l'UH. Il suo lavoro sul progetto è finanziato da $ 150, 000 dall'Ufficio per la ricerca scientifica dell'aeronautica statunitense e segue diversi anni di partecipazione all'iniziativa Nanoscience dell'aeronautica statunitense-Taiwan. Il suo collaboratore, Tai-Chou Lee della National Central University nella città di Taoyuan, Taiwan, era un ex ricercatore post-dottorato nel suo laboratorio all'UH.

L'idrogeno può essere utilizzato sotto forma di celle a combustibile per alimentare motori elettrici o bruciato in motori a combustione interna. Ma trovando un pratico, modo economico ed ecologico per produrre grandi quantità di gas idrogeno è stato sfuggente.

La maggior parte dell'idrogeno oggi viene prodotto attraverso il reforming del metano a vapore e la gassificazione del carbone, metodi che mancano di portabilità e aumentano l'impronta di carbonio del carburante nonostante il fatto che bruci in modo pulito. Essere in grado di produrre idrogeno in modo affidabile ed economico utilizzando solo acqua e luce solare sarebbe un importante passo avanti.

Il laboratorio di Lee si concentra sulle nanoparticelle, film sottili e rivestimenti su scala nanometrica e altri nanomateriali per l'industria energetica e sanitaria, mentre Tai-Chou Lee—i due non sono imparentati—lavora in fotocatalisi, usando la luce per innescare un cambiamento chimico.

Lee di UH ha affermato che mettere insieme i due, utilizzando nanogusci vuoti oro-argento modificati in superficie per aumentare l'efficienza del catalizzatore di Tai-Chou Lee, è un matrimonio di ricerca fondamentale con un'applicazione finale.

Mentre i fotocatalizzatori tradizionali assorbono tipicamente la luce nelle gamme visibili dell'ultravioletto e delle lunghezze d'onda corte, l'aggiunta dei nanoshell consente al sistema catalizzatore di utilizzare ulteriormente le lunghezze d'onda visibili e vicine all'infrarosso a lunghezza d'onda lunga, aumentandone l'efficienza complessiva.

I ricercatori lo scorso anno hanno pubblicato i primi risultati del lavoro; Lee ha affermato che l'ultima sovvenzione gli consentirà di migliorare l'efficienza dei nanoshell, che sono costituiti da una combinazione di oro e argento ma rivestiti con un materiale dielettrico che è fondamentale per ottenere un'abbondante produzione di idrogeno.

"Se puoi usare la luce del sole per generare carburante dall'acqua, è una fonte di energia davvero pulita, " ha detto Lee.