Устойчивые к этанолу бессвинцовые перовскиты обеспечивают эффективное фотокаталитическое производство водорода

Исследовательская группа под руководством доцента Ян Ялиня из Аньхойского университета науки и технологий совместно с другими университетами разработала новый бессвинцовый материал на основе перовскита — Cs2AgBiBr6. Этот материал обладает выдающейся стабильностью в среде этанола, не подвергаясь растворению или разрушению структуры, что открывает новые возможности для его практического применения в фотокатализе.

Ключевой проблемой традиционных галогенидных перовскитов является их химическая нестабильность, особенно чувствительность к полярным растворителям, таким как вода и спирты. Команда использовала стратегию замещения разнородными ионами металлов. Теоретические расчёты показали, что в новом материале этанол создаёт на поверхности своеобразный электронный «защитный слой», который минимизирует взаимодействие с материалом, в отличие от свинцовых перовскитов, где этанол ослабляет химические связи и разрушает структуру. Эксперименты подтвердили стабильность Cs2AgBiBr6 в этаноле в течение 168 часов.

Созданный на основе нового материала фотокаталитический комплекс с сульфидом кадмия и родием в качестве катализатора показал высокую скорость производства водорода под видимым светом — 49.15 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹. При повышении температуры до 60°C скорость возросла до 277.35 ммоль·г⁻¹·ч⁻¹. Система сохраняла активность в течение 60 часов. Исследование не только представило высокоэффективную систему, но и впервые чётко объяснило механизм повышения стабильности, что важно для будущего рационального дизайна материалов. Учёные планируют изучить потенциал системы для преобразования других спиртов.