Видео
В мире
Речь идёт о так называемом фотокатализе — процессе, при котором свет запускает химические реакции. Такие реакции могут, например, разделять воду на водород и кислород, превращать углекислый газ в полезные вещества или производить перекись водорода.
Но подобрать подходящий материал для таких процессов оказалось невероятно сложно.
Теперь исследователи предложили новый метод, который помогает быстрее находить такие материалы с помощью компьютерного моделирования.
В центре внимания оказались особые соединения — углеродно-нитридные материалы, которые способны поглощать видимый солнечный свет. Их структура напоминает слоистые материалы вроде графена, но работает иначе.
Учёные изучили, как 53 различных металлических иона влияют на свойства этих материалов. Металлы встраиваются между слоями структуры и меняют её электронные характеристики — именно это определяет, насколько эффективно материал может использовать свет.
Компьютерная модель позволила предсказать, какие комбинации будут работать лучше всего. Затем исследователи проверили расчёты в лаборатории — и результаты подтвердили прогнозы.
Такие материалы могут использоваться для создания технологий, которые превращают солнечный свет прямо в водородное топливо, химическое сырьё или экологичные окислители.
Главная проблема подобных исследований всегда была в огромном количестве возможных комбинаций. Проверить их вручную практически невозможно.
Теперь же компьютеры могут быстро отсеивать слабые варианты и находить самые перспективные.
Учёные считают, что это может серьёзно ускорить создание технологий, которые будут превращать солнечный свет в полезную энергию.
А значит, в будущем солнечные лучи могут стать не только источником электричества — но и сырьём для топлива и химической промышленности.
