Cercetătorii de la Oregon State University au obținut hidrogen din apă folosind doar lumina și un material poros numit BVR-19-Zn, fără catalizatorul metalic scump pe care îl cer de obicei astfel de sisteme. Rezultatul contează pentru oricine urmărește hidrogenul verde: arată o cale nouă de a proiecta fotocatalizatori mai ieftini, deși tehnologia e încă departe de o fabrică.
Studiul a apărut online pe 14 septembrie 2026 în Journal of the American Chemical Society și are 18 autori, 17 de la Oregon State și unul de la Tiangong University din China. Echipa e condusă de chimistul Kyriakos C. Stylianou, de la Materials Discovery Laboratory al universității.
Finanțarea a venit de la M.J. Murdock Charitable Trust, National Science Foundation și Colegiul de Științe al OSU.
Cum produce BVR-19 hidrogen din apă cu ajutorul luminii
BVR-19 face parte din familia MOF (metal-organic frameworks), materiale cristaline în care ionii de metal sunt legați între ei de molecule organice, ca un schelet cu pori. Aici, molecula organică este L-cistina, un compus natural cu sulf, înrudit cu aminoacidul cisteină.
Noutatea stă în puntea dintre doi atomi de sulf (legătura disulfidică). Când lumina lovește materialul, această legătură se rupe temporar și formează o pereche de specii reactive cu sulf. Ele separă sarcinile electrice și împing electronii acolo unde se formează hidrogenul. Cu alte cuvinte, partea organică, nu metalul, face munca grea.
„Componenta organică face treaba importantă”, a explicat Kyriakos Stylianou, cercetătorul care conduce laboratorul de la Oregon State. Echipa a testat cinci variante cu metale diferite (magneziu, mangan, cupru, zinc și cadmiu), iar varianta cu zinc a fost cea mai activă. Metalele cu orbitali d incompleți fie au creat „capcane” în care electronii se pierd, fie au deturnat transferul de sarcină, reducând eficiența.
Un detaliu practic: materialul se formează spontan în apă, la temperatura camerei, fără procese de sinteză mari consumatoare de energie.
Fotocataliză vs electroliză: care e diferența
Astăzi, hidrogenul „verde” se produce aproape exclusiv prin electroliză: un panou solar sau o turbină eoliană produce curent, iar curentul descompune apa într-un electrolizor. Sunt două echipamente separate, fiecare cu pierderile lui, iar electrolizoarele folosesc adesea metale rare, precum platina sau iridiul.
Fotocataliza comprimă totul într-un singur pas. Materialul absoarbe lumina și rupe direct moleculele de apă, fără cabluri, invertoare sau electrolizor. Teoretic, asta ar însemna instalații foarte simple, un fel de panouri cu apă și pulbere expuse la soare. Problema este că, până acum, randamentele au fost mici. Pe același principiu, alți cercetători au construit un nanoreactor care produce peroxid de hidrogen din lumina solară.
Cât de eficientă e producția solară de hidrogen
Indicatorul standard este eficiența STH (solar-to-hydrogen): ce procent din energia luminii solare ajunge stocat în hidrogen. Așa arată principalele abordări cunoscute:
| Metodă | Cine / când | Eficiență STH |
|---|---|---|
| Panou solar + electrolizor (laborator) | diverse echipe | aproximativ 30% |
| Fotocataliză InGaN, lumină concentrată | University of Michigan, 2023 | 9,2% (6,2% în exterior) |
| Fotocataliză SrTiO3 dopat cu aluminiu, panouri de 100 m² | University of Tokyo, 2021 | 0,76% |
| BVR-19-Zn (MOF cu sulf) | Oregon State, 2026 | necomunicat în materialele publice |
Universitatea americană vorbește despre producție „rapidă și eficientă”, dar nici comunicatul, nici rezumatul studiului nu dau o valoare STH. Fără ea, BVR-19 nu poate fi comparat direct cu recordurile din domeniu. Valoarea lucrării este, deocamdată, mecanismul descoperit, nu un randament record.
Ce lipsește până la scară industrială
Miza e costul. Potrivit Oregon State, hidrogenul obținut din gaz natural prin reformare cu abur costă în jur de 1,50 dolari pe kilogram, iar cel verde aproximativ 5 dolari pe kilogram. „Lucrarea noastră oferă un plan pentru proiectarea unor materiale mai bune, care pot reduce costul hidrogenului verde”, a spus Stylianou.
Până la o instalație reală, un fotocatalizator trebuie să treacă însă de câteva probe grele. Are nevoie de randament de câteva procente în lumină solară naturală, de stabilitate luni sau ani fără degradare și de o metodă sigură de separare a hidrogenului de oxigen. Experimentul japonez pe 100 m² a arătat că partea de siguranță poate fi rezolvată, dar a funcționat cu pierdere energetică netă. Până atunci, hidrogenul rămâne în zona prototipurilor spectaculoase, precum JCB Hydromax, mașina pe hidrogen care a doborât două recorduri de viteză.
Ce înseamnă pentru România și UE
Uniunea Europeană are nevoie urgent de hidrogen curat. Potrivit Comisiei Europene, 96% din hidrogenul consumat în UE în 2022 era produs din gaz natural. Strategia REPowerEU țintește 10 milioane de tone de hidrogen regenerabil produse anual în UE până în 2030, plus importuri.
România și-a aprobat în octombrie 2025 Strategia națională a hidrogenului 2025–2030, după ce în 2023 țintele din proiect fuseseră reduse de la circa 4 GW la 2,1 GW. Documentul prevede pentru 2030 o producție de aproximativ 153.000 de tone de hidrogen regenerabil pe an, 2.100 MW de electrolizoare și 4.200 MW de capacități solare și eoliene dedicate, cu un cost estimat de 4,75 miliarde de euro.
Toate aceste planuri se bazează pe electroliză, nu pe fotocataliză. Nici drumul acesta nu a fost simplu: în iulie 2023, Ministerul Energiei a reziliat contractele PNRR semnate cu șapte companii pentru cel puțin 100 MW de electrolizoare și a reluat procedura. Pentru România, o tehnologie precum BVR-19 nu schimbă calculele pe termen scurt. Ar conta abia peste ani, dacă ar ieftini producția solară de hidrogen, la fel cum inovații precum panourile solare care funcționează sub apă încearcă să extindă unde și cum captăm energia soarelui.
Următorul pas anunțat de echipa de la Oregon State este folosirea noilor reguli de proiectare pentru alte materiale de producere a combustibililor solari. Mai multe noutăți din domeniu găsiți pe pagina dedicată subiectelor din energie.
