پژوهشگران نشان دادند که می‌توان با اعمال تغییراتی در سیستم تولید هیدروژنِ حاوی نانوبلور سولفید کادمیم، کارایی آن را ۵۰ درصد افزایش داد.
افزایش راندمان تولید هیدروژن از تجزیه آب
نتایج پژوهش‌های یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی نشان می‌دهد که می‌توان مقدار هیدروژن تولید شده از کاتالیست‌های نوری از جنس نانوبلورهای نیمه‌هادی را افزایش داد. درک این مکانیسم می‌تواند به توسعه مواد فعال نوری کمک شایانی کند.
شکستن مولکول آب با نور خورشید و تولید هیدروژن و اکسیژن، می‌تواند منبع مناسبی برای تولید انرژی‌های تجدید‌پذیر باشد. در این بین، نانوبلورهای نیمه‌هادی کلوئیدی ترکیبات مناسبی هستند که به دلیل باندگپ ویژه‌ای که دارند قادر به جذب طول موج‌های مختلف نور هستند. در این نانوبلورها با تغییر ابعاد می‌توان طول موج جذب نور را بهبود داد. سنتز این ترکیبات بسیار ساده بوده و به راحتی می‌تواند روی سطوح مختلف لایه‌نشانی شود. این ترکیبات را می‌توان همانند رنگ یا جوهر روی یک سطح قرار داد.
همزمان با برخورد فوتون‌های با انرژی بالا به نانوبلورها، در آن‌ها حفره‌ها و الکترون‌های برانگیخته‌ای ایجاد می‌شود که انرژیی هم‌سطح یا بالاتر از باندگپ این مواد دارند. زمانی که حاملین بار ایجاد شده با نور به سطح بلور می‌رسند، می‌توانند در واکنش‌های اکسیداسیون/احیاء شرکت کنند.
الکترون‌ها و حفره‌های تشکیل شده، می‌توانند با هم ترکیب شده و کارایی را کاهش دهند. در واقع یکی از چالش‌های محققان در ساخت این سیستم‌ها ممانعت از نوترکیبی حاملین بار است. برای این کار می‌توان دو راهبرد مختلف را به کار برد: اول این که حفره‌ها را در یک بخش از پیل محدود کرد تا فاصله لازم از الکترون را داشته باشد و دوم این که با استفاده از یک عامل قربانی‌شونده، حفره‌ها را مصون نگه داشت.
پژوهشگران دانشگاه مونیخ دریافتند که می‌توان از جفت‌های ردوکس آنیون/رادیکال هیدروکسیل برای صیانت از حفره‌های تولید شده استفاده کرد. این جفت‌ها قادرند نرخ تولید هیدروژن از کاتالیست‌های نوری را بدون نیاز به استفاده از مواد گرانبها افزایش دهند. این گروه تحقیقاتی نشان دادند که کارایی سیستم‌های تولیدکننده هیدروژن با استفاده از نانوبلورهای سولفیدکادمیم ۵۰ درصد افزایش می‌یابد. در این سیستم‌ها از فلز نیکل مزین به سولفید کادمیم استفاده شده است.
