В настоящее время водород считается одним из самых перспективных видов экологически чистого топлива будущего. Ведь при его сгорании получается всего один продукт горения - обычная вода. Но в большинстве случаев водород производится за счет электроэнергии, получаемой от сжигания ископаемых видов топлива и атомного топлива. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали "объемную разветвленную структуру из нанопроводников", использование которой может реализовать относительно простой и дешевый метод массового производства водорода с использованием солнечной энергии.

Нанопроводники из которых состоят эти крошечные структуры, "нанодеревья", изготавливаются из самых обычных материалов, которые в изобилии находятся в недрах земли, это кремний и окись цинка. Строение нанодеревьев весьма напоминает строение обычных деревьев, нанодерево имеет вертикальный ствол с расходящимися в разных направлениях ветвями. Поверхность солнечного водородного элемента покрывается плотным лесом из таких нанодеревьев, такая структура позволяет максимизировать количество поглощаемой солнечной энергии за счет вертикальных "ловушек".



Водород получается в результате процесса, называемого фотохимическим расщеплением воды. Точно такие же процессы используются и в обычных плоских солнечных генераторах водорода, но за счет увеличения в 400 тысяч раз площади эффективного поглощения, генераторы водорода с нанодеревьями работаю более эффективно и позволяют получить большее количество водорода на единицу площади.

Вертикальная структура "леса из нанодеревьев" позволят крошечным пузырькам газа подниматься на поверхность намного быстрее, а это, в свою очередь, освобождает поверхность для новых химических реакций, что весьма положительно сказывается на производительности генератора водорода.

Разработав структуру нанодеревьев, позволяющую дешево производить водород в промышленных масштабах, исследователи работают над совершенствованием этой технологии. Они собираются использовать такой же подход для реализации устройств фотосинтеза, которые будут вырабатывать метан, поглощая углекислый газ (CO2) из воздуха. Еще одной проблемой, которая будет тормозить широкое использование данной технологии, является применение окиси цинка. Несмотря на то, что это вещество отлично поглощает ультрафиолетовый свет, оно является не очень стабильным из-за чего структуры нанодеревьев разрушаются в течение длительного промежутка времени. Исследователи работают над поиском адекватной замены окиси цинка, что является, по их утверждению, всего лишь вопросом времени.

Данные исследования и их результаты были опубликованы в последнем выпуске журнала Nanoscale.