Крихітні "нанодеревья", використовуючи сонячну енергію, можуть виробляти водневе паливо в промислових масштабах.
В даний час водень вважається одним з найперспективніших видів екологічно чистого палива майбутнього. Адже при його згорянні виходить всього один продукт горіння - звичайна вода. Але в більшості випадків водень виробляється за рахунок електроенергії, одержуваної від спалювання викопних видів палива і атомного палива. Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили "об'ємну розгалужену структуру з нанопровідників", використання якої може реалізувати відносно простий і дешевий метод масового виробництва водню з використанням сонячної енергії.
Нанопроводники з яких складаються ці крихітні структури, "нанодеревья", виготовляються з самих звичайних матеріалів, які удосталь знаходяться в надрах землі, це кремній і оксид цинку. Будова нанодеревьев вельми нагадує будову звичайних дерев, нанодерево має вертикальний стовбур з розбіжними в різних напрямках гілками. Поверхню сонячного водневого елемента покривається щільним лісом з таких нанодеревьев, така структура дозволяє максимізувати кількість поглиненої сонячної енергії за рахунок вертикальних "пасток".
Водень виходить в результаті процесу, званого фотохімічним розщепленням води. Точно такі ж процеси використовуються і в звичайних плоских сонячних генераторах водню, але за рахунок збільшення в 400 тисяч разів площі ефективного поглинання, генератори водню з нанодеревьями працюю більш ефективно і дозволяють отримати більшу кількість водню на одиницю площі.
Вертикальна структура "ліси з нанодеревьев" дозволять крихітним бульбашок газу підніматися на поверхню набагато швидше, а це, в свою чергу, звільняє поверхню для нових хімічних реакцій, що вельми позитивно позначається на продуктивності генератора водню.
Розробивши структуру нанодеревьев, що дозволяє дешево виробляти водень в промислових масштабах, дослідники працюють над вдосконаленням цієї технології. Вони збираються використовувати такий підхід для реалізації пристроїв фотосинтезу, які будуть виробляти метан, поглинаючи вуглекислий газ (CO2) з повітря. Ще однією проблемою, яка буде гальмувати широке використання даної технології, є застосування окису цинку. Незважаючи на те, що ця речовина відмінно поглинає ультрафіолетове світло, воно не є дуже стабільним з-за чого структури нанодеревьев руйнуються протягом тривалого проміжку часу. Дослідники працюють над пошуком адекватної заміни окису цинку, що є, за їх твердженням, всього лише питанням часу.
Дані дослідження і їх результати були опубліковані в останньому випуску журналу Nanoscale.