Рассылка закрыта
При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Рецепты здоровья" на которую и рекомендуем вам подписаться.
Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.
Ученые создали эффективную систему искусственного фотосинтеза
|
Ученые создали эффективную систему искусственного фотосинтеза 2015-08-29 07:59 zarubin
Команда ученых и инженеров Объединенного центра искусственного фотосинтеза (JCAP) при Калифорнийском технологическом институте разработала экономически эффективный метод производства топлива с использованием солнечного света, воды и двуокиси углерода, имитируя естественный процесс фотосинтеза в растениях и хранения энергии в виде химического топлива. Руководитель разработки Nate Lewis говорит, что разработка первой, эффективной, безопасной, интегрированной солнечной управляемой системы расщепления воды для производства водорода потребовала пять лет. «Устройство, которое мы создали, выросло из многолетней, масштабной работы в определении дизайна, материалов и компоненты, необходимых для комплексного генератора солнечного топлива», сказал Lewis. Новая система состоит из трех основных компонентов: двух электродов — фотоанода и фотокатода и мембраны.Фотоанод использует солнечный свет для окисления молекул воды, создавая протоны и электроны, а также газообразный кислород.Фотокатод рекомбинирует протоны и электроны, чтобы сформировать водородный газ.Ключевой частью дизайна устройства JCAP является пластиковая мембрана, которая держит кислород и водорода отдельно. Полупроводники, такие как кремний или арсенид галлия поглощают свет эффективно и поэтому используются в солнечных панелях.Тем не менее, эти материалы окисляются на при контакте с водой, поэтому команда Lewis добавила нанометровый слой диоксида титана (TiO2). Он защищает электроды от коррозии, в то же время позволяя проходить свету и электронам.Новый полная система генерации солнечного топлива использует 62,5-нанометровой слой TiO2 для предотвращения коррозии и повышения устойчивости фотоэлектрода на основе арсенида галлия. Другим ключевым достижением является использование активных, недорогих катализаторов для производства топлива.Фотоанод требует катализатора для управления реакцией расщепления воды.В своей работе команда обнаружила, что можно заменить дорогую платину на дешевый, активный катализатор, путем добавления 2-нанометрового слоя никеля на поверхность TiO2.Этот катализатор является одним из наиболее активных известных катализаторов для расщепления молекул воды на кислород, протоны и электроны, и является ключом к высокой эффективности процесса. Фотоанод выращивали на фотокатоде, который также содержит активный, недорогой, никель-молибденовый катализатор, создав, таким образом, полностью интегрированный компонент, который служит в качестве полной системы расщепления воды. Одним из важнейших компонентов, способствующих эффективности и безопасности новой системы, является специальная пластиковая мембрана, которая отделяет газы и предотвращает возможность взрыва, в то же время, позволяя ионом свободно перемещаться, создавая электрическую цепь в клетке. Демонстрация системы, размером в один квадратный сантиметр площади, преобразует 10 процентов энергии солнечного света в в химическое топливо, и может работать в течение более чем 40 часов непрерывно. Lewis добавил: «Наша работа показывает, что действительно возможно производить топливо из солнечного света, безопасно и эффективно, в интегрированной системе с недорогими компонентами. Конечно, мы еще должны продлить срок службы системы и разработать методы для экономически эффективного производства системы». |
| В избранное | ||
