La lumière du soleil génère de l'hydrogène à travers le silicium poreux

Une équipe d'ingénieurs en mécanique de l'État de Pennsylvanie a trouvé un moyen de produire de l'hydrogène à partir de l'eau. Ils y parviennent en fabriquant du silicium poreux grâce à une procédure basée sur l'énergie solaire. L'équipe considère que cette méthode est également applicable aux biocapteurs, à l'électronique optique et aux batteries.

Le processus de fabrication du silicium poreux implique une soustraction, à l'instar de la sculpture, qui consiste à éliminer toutes les parties inutiles pour ne conserver que ce qui est nécessaire.

Selon Wang, le silicium est d'une grande importance grâce à sa propriété de semi-conductivité. La fabrication de silicium poreux repose sur la gravure, ce qui entraîne une perte importante de matière au cours du processus. Wang et son équipe utilisent un matériau d'accumulation au lieu d'un matériau d'élimination en utilisant une méthode chimique.

Ils commencent par l'une des sources de silicium les moins chères, le tétrachlorure de silicium. Après l'extraction, un alliage de sodium et de potassium est utilisé pour traiter le matériau. Wang a également déclaré que les liaisons entre le chlore et le silicium dans le tétrachlorure de silicium sont très fortes et qu'il est donc nécessaire d'utiliser un agent réducteur tout aussi fort. L'alliage de sodium et de potassium remplit donc les conditions requises.

Le chlore sera lié au potassium, au silicium, au chlorure de sodium, au chlorure de potassium et au sodium lorsque les liaisons finiront par se rompre. Cette liaison est solide et donne un matériau constitué de cristaux de sel qui se trouvent dans le silicium. Le matériau est ensuite traité par chauffage et lavé à l'eau pour éliminer le sel. Le matériau présente alors des pores dont la taille varie de cinq à quinze nanomètres.

L'ensemble de la procédure doit se dérouler dans une zone dépourvue d'oxygène dans l'air. Les chercheurs ont effectué cette procédure dans une atmosphère remplie d'argon. En effet, l'alliage de sodium et de potassium est très réactif.

Wang pense qu'il est possible de faire évoluer le processus jusqu'au niveau de la fabrication, car il existe des processus à l'échelle industrielle qui utilisent l'alliage de sodium et de potassium et qu'ils peuvent donc adopter pour fabriquer ce nouveau type de silicium.

En raison des nombreux pores présents sur les particules de silicium, la surface est importante et peut être utilisée comme catalyseur lorsque le soleil brille sur l'eau et le silicium poreux. C'est l'énergie solaire qui excite l'électron qui réduira l'eau et produira de l'hydrogène sous forme gazeuse.