Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali innowacyjne urządzenie pływające, które wykorzystuje energię słoneczną do przekształcania zanieczyszczonej wody lub wody morskiej w czyste paliwo wodorowe i oczyszczoną wodę. To urządzenie, które może być użyteczne w obszarach o ograniczonych zasobach lub braku dostępu do prądu, działa z dowolnym otwartym źródłem wody i nie wymaga zewnętrznych źródeł energii.

Urządzenie to zainspirowane jest fotosyntezą, procesem, w którym rośliny przekształcają światło słoneczne w pożywienie. Jest to ewolucja wcześniejszych wersji „sztucznego liścia”, które mogły wytwarzać zielone paliwo wodorowe ze źródeł czystej wody, ale nowe urządzenie działa z zanieczyszczonymi lub morskimi źródłami wody, jednocześnie produkując czystą wodę pitną.

Połączenie produkcji paliwa słonecznego i oczyszczania wody w jednym urządzeniu jest skomplikowane. Dr Chanon Pornrungroj z Wydziału Chemii Uniwersytetu Cambridge, współautor pracy, wskazał, że rozszczepianie wody napędzane energią słoneczną wymaga zupełnie czystej wody, gdyż zanieczyszczenia mogą zatruć katalizator lub spowodować niepożądane reakcje chemiczne. W regionach odległych lub rozwijających się, gdzie brakuje czystej wody i infrastruktury do uzdatniania wody, rozszczepianie wody jest bardzo trudne.

Pornrungroj i Mohamad Annuar, członkowie grupy badawczej profesora Erwina Reisnera, opracowali projekt, który spełnia te wymagania. Zastosowali fotokatalizator na nanostrukturalnej siatce węglowej, która pochłania światło i ciepło, generując parę wodną, z której powstaje wodór. Porowata siatka węglowa, poddana obróbce w celu odpychania wody, umożliwia fotokatalizatorowi unoszenie się na wodzie, utrzymując go z dala od zanieczyszczonej wody poniżej.

Urządzenie wykorzystuje także energię słoneczną w sposób bardziej efektywny. Mohamad Annuar wskazał, że proces napędzany światłem do wytwarzania paliw słonecznych wykorzystuje tylko niewielką część widma słonecznego, pozostawiając większość spektrum niewykorzystaną. Zespół użył białej warstwy pochłaniającej promieniowanie UV na górze urządzenia do produkcji wodoru poprzez rozszczepianie wody. Reszta światła słonecznego jest przekazywana na spód urządzenia, odparowując wodę.

Urządzenie może znacznie przyczynić się do rozwiązania kryzysów energetycznych i wodnych na świecie. Na przykład zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach, spowodowane gotowaniem na „brudnych” paliwach, takich jak kerozyna, odpowiada za ponad trzy miliony zgonów rocznie. Gotowanie na zielonym wodorze może znacznie zmniejszyć tę liczbę. Dodatkowo 1,8 miliarda ludzi na całym świecie wciąż nie ma dostępu do bezpiecznej wody pitnej w domu.