Oulun yliopistossa on kehitetty kolme tehokasta katalyyttia auringonvalolla valmistettavan vetyenergian tuotantoon.
Nanomo-yksikön tutkijoiden rakentamat katalyytit pohjautuvat nanomitan heteroliitospuolijohdekomposiitteihin.
Katalyytti kerää energiaa näkyvästä valosta ja käyttää energian vesimolekyylien hajottamiseen ja kahden vetyatomin vetymolekyylin muodostamiseen. Prosessissa vapautuu myös pieni määrä happea.
Katalyytissa on perustana puolijohdemateriaali ja johtava metalli. Puolijohde kerää energiaa valosta ja hapettaa veden sekä siirtää elektroneja puolijohde-johde -liitosrajapinnan yli johteeseen, jossa vetyionipari pelkistyy vetymolekyyliksi.
Komposiitit perustuvat MoS2-Ag-Ni, Bi2O2CO3/Bi2WO6 (jodiseostettu) ja TiO2-Ag-Ni -rakenteisiin.
Gramma TiO2-Ag-Ni-katalyyttia on tuottanut kokeissa 86 moolia vetyä tunnissa yhden watin valkoisen ledin valaistuksessa.
Kvanttihyötysuhde MoS2-Ag-Ni ja Bi2O2CO3/Bi2WO6 -yhdisteillä on ollut vastaavasti 7 prosenttia ja 14,9 prosenttia. Hyötysuhde lähestyy kaupallisia aurinkosähköpaneeleita.
Puhdas ja täysin uusiutuva polttoaine
Vety on päästöiltään puhtain ihmisen käytössä oleva polttoaine. Jos vety valmistetaan suoraan auringonvalolla, se on myös täysin uusiutuvaa.
Lähes kaikki kaupallisesti tarjolla oleva vety tuotetaan kuitenkin uusiutumattomasta maakaasusta reformoinnilla. Maakaasusta valmistetun vedyn tuotanto aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä.
Fotokatalyysi ei toistaiseksi ole edennyt vedyntuotannossa, koska tuotannon hyötysuhde on ollut liian heikko.
Eri puolilla maailmaa tutkitaan ja kehitetään kuitenkin kiihtyvään tahtiin erilaisia synteettisiä fotokatalyyttimateriaaleja, jotta hyötysuhde saataisiin paremmaksi ja auringolla tuotettavan vedyn hinta kilpailukykyiseksi.
Kiinnostus kohdistuu nimenomaan näkyvällä valolla toimiviin katalyytteihin, koska valon sisältämästä energiasta voitaisiin näin hyödyntää merkittävä osa.
