Экспериментальная лаборатория высокой пропускной способности в «JCAP» пытается решить вопрос материалов с помощью перенастроенных струйных принтеров: они выбрызгивают на предметное стекло капли сплавов, которые затем проверяются на способность к катализу и фотоабсорбции. В общем принтеры могут создать до миллиона капель разного состава ежедневно.

В одном из экспериментов, пытаясь найти идеальные пропорции оксидов никеля, железа, кобальта и церия для образования кислорода из воды, команда ученых проверила почти 5 500 комбинаций на стабильность и функциональность, для чего использовала миниатюрную химическую лабораторию, которая неутомимо передвигалась над стеклами. Сплав, который показал лучшие характеристики, оказался не самым эффективным катализатором, однако он был прозрачным, то есть позволял свету пройти сквозь уловитель света, а также имел хорошую химическую совместимость с этим материалом.

Найти хороший материал для фотоанода тоже остается одной из самых сложных задач искусственного фотосинтеза, говорит Карл Коваль (Carl Koval), электрохимик и директор «JCAP». «Они всегда ужасно нестабильные, часто держатся даже меньше минуты». Многие исследователи сосредоточили свои поиски на материалах, которые известны малой ценой и высокой стабильностью – например, некоторые оксиды металлов – и пытаются улучшить их характеристики фотоабсорбции. Другие считают, что лучше начинать работу с материалами, которые уже неплохо улавливают свет, и искать способы сделать их дешевле и стабильнее.

Недавно члены команды «JCAP», которым качественные услуги копирайтера на выгодных ценовых условиях предлагаются в сети Интернет, доложили об успехе по последнему подходу. Добавив защитную оболочку из двуокиси титана на фотопоглотители с отличными характеристиками (например, кремний), исследователи сильно повысили их стабильность. «В принципе, это последняя деталь головоломки по созданию прототипа первого поколения», – говорит Коваль. Он прогнозирует, что «JCAP» сможет запустить искусственную листву в работу уже через несколько месяцев.

Публикация предварительной системы, где будет включена защитная оболочка из двуокиси титана, уже в работе, говорит Льюис. «Похоже, эта система будет стабильна и с эффективностью в десять или более процентов». Порогом для конкурентоспособности считается цифра между 10 и 20% стабильности. Фотопоглотители вряд ли будут настолько дешевыми, чтобы выйти на рынок, считает Льюис, поскольку их сердцевина создана из дорогого монокристаллического кремния. Однако если дальнейшие исследования докажут, что более дешевые методы производства тоже действуют, то система может стать рентабельной.