L'utilisation de l'énergie solaire pour récolter économiquement l'hydrogène de l'eau pourrait aider à remplacer sources de carburant à base de carbone et réduire l'empreinte de ce monde. Cependant, il a été pratiquement impossible pour les humains de trouver des matériaux capables de stimuler la production d'hydrogène afin qu'elle puisse concurrencer économiquement les carburants à base de carbone.
Dans une étude, une équipe de chercheurs dirigée par l'Université d'État de Pennsylvanie rapporte qu'elle a fait un pas en avant pour surmonter le défi de la production économique d'hydrogène en en utilisant des ordinateurs pour trouver des matériaux qui pourraient aider à accélérer la séparation de l'hydrogène lorsque l'eau est exposée à la lumière. Ce processus est connu sous le nom de photocatalyse.
L'importance de l'hydrogène
L'électricité et énergie solaire peut être utilisé pour séparer l'hydrogène de l'eau, qui est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. La lumière du soleil est utilisée pour produire de l'électricité pour créer de l'hydrogène, qui, à son tour, serait sûrement reconverti en électricité, peut ne pas être avantageux ou économiquement efficace.
Bien qu'utiliser l'énergie solaire pour produire directement de l'hydrogène de l'eau évite cette étape supplémentaire, les chercheurs doivent continuer à étudier comment utiliser la conversion directe de l'hydrogène solaire d'une manière qui concurrence les carburants basés sur celui-ci. carbone, comme l'essence.
Les chercheurs, rapportant leurs découvertes dans la revue scientifique Energy and Environmental Science, ont utilisé un type d'approche informatique appelée « criblage de matériaux à haut débit » pour affiner une liste de plus de 70,000 XNUMX composés différents à six candidats prometteurs que, lorsqu'il est ajouté à l'eau, il peut activer le processus de production d'hydrogène solaire.
Une énergie moins chère
Si cette technologie pouvait être développée, il serait très économiquement moins cher. L'hydrogène pourrait être produit pour 1.60 $, contrairement à l'essence qui vaut jusqu'à 3.20 $. Par conséquent, pour la moitié du prix, vous pourriez obtenir la même quantité d'énergie avec de l'hydrogène qu'avec de l'essence pour la moitié du prix et des économies d'énergie, ce qui est bénéfique pour l'environnement.
L'équipe a utilisé l'ordinateur Roar de l'Université d'État de Pennsylvanie pour effectuer les calculs. Les ordinateurs sont l'outil le plus important pour accélérer le processus de recherche des matériaux corrects qui seront le plus utilisés dans différentes expériences. À leur tour, ils assurent que l'utilisation d'ordinateurs ne remplacera pas l'expérimentation, puisque l'ordinateur vous indique quels matériaux sont les plus prometteurs, mais même ainsi, l'étude expérimentale doit être réalisée.
Après avoir examiné les composés répertoriés dans la base de données Materials Project, une sorte d'entrepôt en ligne en libre accès de matériaux connus et attendus, l'équipe a développé un algorithme pour identifier les matériaux avec des propriétés qui en feraient des éléments appropriés pour le processus de production. hydrogène. Des matériaux capables de dissocier efficacement l'eau ont également été testés, ainsi que des matériaux offrant bonne stabilité chimique.
L'équipe s'est concentrée sur oxydes – composés chimiques composés d'au moins un atome d'oxygène, car ils peuvent être synthétisés en un temps raisonnable à l'aide de procédés standard. Cependant, ils travaillent avec des matériaux autres que les oxydes pour voir s'il y a plus de matériaux qui sont utilisés pour la production d'hydrogène. Le travail a nécessité la collaboration de toutes les disciplines, ce qui a constitué une expérience d'apprentissage pour l'équipe de recherche.
