Е.Бөкетов атындағы Қарағанды университетінде сутегі газын алудың экологиялық тәсілдерін анықтау бойынша іргелі зерттеулер жүргізіліп жатыр. Зерттеулерге қарағанда, сутегі газын өндіру атмосфераға көп мөлшерде зиянды заттар шығарады. Ал жергілікті ғалымдар жасап шыққан материалдар әртүрлі улы заттардың фотокаталитикалық ыдырауын жүзеге асырады және еліміздегі зауыттар мен фабрикалар шығаратын ағынды суларды тазартады.
«Зерттеуге күн радиациясының көмегімен су молекулаларын оттегі мен сутегіге газ түрінде ыдырататын наноматериалдар қолданылды. Бұлар судағы әртүрлі улы заттың фототоксикалық ыдырауын жүзеге асырады. Жалпы, улы заттар еліміздегі әртүрлі зауыттар мен химиялық комбинаттар шығаратын ағынды суларда кездесуі мүмкін. Қазіргі уақытта сутегі энергетикасы елімізде, жалпы әлемде өзекті бағытқа айналды», дейді университеттегі физика және нанотехнологиялар кафедрасының қауымдастырылған профессоры Тимур Серіков.
Оның айтуынша, сутегі газын алудың қазіргі қолданыстағы әдістерінің зиянды тұстары бар. Осыған байланысты зерттеушілер күн энергиясын және арнайы синтезделген наноматериалдарды пайдалана отырып, сутегі газын өндірген. Сөйтіп, экологиялық таза сутегіге қол жеткізген. Бұған қоса зертханаларда дайындалатын немесе алатын фотокатализаторлар тұрғысынан бұл технологияны экологиялық тұрғыда таза әрі зиянсыз деуге болады. Өйткені су молекулаларының оттегі мен сутегіге ыдырауы күннің көмегімен жүзеге асады. Бұған фотокатализаторлардың бірі, химиялық тұрақтылығы бар титан диоксидінің үш геометриялық пішіні қолданылады. Олар: титан диоксиді наноөзекшелері, нанотүтікшелер, титан нанобөлшектері. Наноөзекшелер мен нанотүтіктерде электрондарды бір бағытта тасымалдау жүзеге асырылып, электрондар беткі қабатқа кедергісіз тасымалданады да, фотокатализ үдерісіне жақсырақ және жылдамырақ қатысады. «Композитті материал неғұрлым көрінетін сәулені жақсы сіңірсе, электрхимиялық реакцияға қатысатын электрондар соғұрлым көп болады», дейді жоба жетекшісі.
Дегенмен титан диоксидінің өзіндік кемшіліктері де жоқ емес. Біріншіден, ол электрмагниттік сәулеленудің көрінетін аймағын нашар сіңіреді. Екіншіден, онда электронды және кемтік жұптарының рекомбинациясының жылдам жүретіні байқалады. Осыған байланысты зерттеушілер аталған құрылымға заманауи материалдар – графен және оның туындыларын, алтын немесе күміс металл нанобөлшектерін қосады.
«Зауыттар мен фабрикалар өте көп мөлшерде экологияны ластайтын қалдықтарды шығарады. Соның кесірінен планетамыз бүлініп жатыр. Ал біздің фотокатализаторлар осы мәселені шешуге септігін тигізеді. Өйткені ол экологиялық таза технология және күн энергиясының көмегімен су молекулаларын оттегі мен сутекке бөле алады», дейді ол.
Жобаны зерттеуге физика және нанотехнологиялар кафедрасының студенттері де атсалысқан.