РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Найден дешевый способ добычи экологически чистого водородного топлива

Исследователи UMich продемонстрировали устройство искусственного фотосинтеза, которое в 10 раз эффективнее и в 100 раз меньше по размеру, чем предыдущие приборы такого типа.
Найден дешевый способ добычи экологически чистого водородного топлива

Эта технология производства зеленого водорода со временем будет работать все качественнее и уже может расщеплять морскую воду.

Подавляющее большинство энергии, необходимой для жизни на Земле, исходит от солнца, и большая ее часть, включая пищу и ископаемое топливо, является результатом фотосинтеза растений — преобразования солнечного света, воды и углекислого газа в кислород и сахара. Первый химический этап фотосинтеза происходит в хлорофилле, который придает листьям зеленый цвет, и этот этап фактически представляет собой операцию расщепления воды, которая расщепляет Н2О на кислород, который выделяется в воздух, и положительно заряженные ионы водорода, которые управляют оставшейся частью процесса и в конечном итоге позволяют растениям запасать энергию в форме углеводов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пока человечество работает над тем, чтобы освободиться от вредных побочных эффектов ископаемого топлива, исследователи занимаются воспроизведением природных технологий, надеясь разработать методы искусственного фотосинтеза, которые в конечном итоге могут стать самым дешевым способом производства «зеленого» водорода для использования в качестве носителя энергии.

202 / 5 000 Результаты перевода Перевод Фотокатализатор, изготовленный из наноструктур нитрида индия-галлия, выращенных на поверхности кремния, обладает свойствами самовосстановления и может выдерживать воздействие концентрированного солнечного света, эквивалентного 160 солнечным лучам
202 / 5 000 Результаты перевода Перевод Фотокатализатор, изготовленный из наноструктур нитрида индия-галлия, выращенных на поверхности кремния, обладает свойствами самовосстановления и может выдерживать воздействие концентрированного солнечного света, эквивалентного 160 солнечным лучам University of Michigan
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Недавно ученые опубликовали в журнале Nature статью, посвященную новому фотокаталитическому полупроводнику, который использует широкий спектр солнечного света для расщепления воды с твердой эффективностью 9% — почти в десять раз лучше, чем у других устройств такого типа. Это крошечное и относительно доступное в финансовом плане устройство, которое со временем будет работать все лучше.

«Мы уменьшили размер полупроводника более чем в 100 раз по сравнению с некоторыми полупроводниками, работающими только при низкой интенсивности света», — рассказал Пэн Чжоу, научный сотрудник в области электротехники и вычислительной техники и первый автор исследования. По его словам, так можно получить исключительно дешевый водород.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как это устроено

В новой технологии используется концентрированный солнечный свет — опция, которая недоступна для многих других устройств искусственного фотосинтеза, поскольку интенсивный свет и высокие температуры приводят к их выходу из строя. Но полупроводник UMich, анонсированный отдельной командой в прошлом году и сделанный из наноструктур нитрида индия-галлия, выращенных на поверхности кремния, не только очень хорошо выдерживает свет и тепло, но и со временем повышает эффективность производства водорода.

Там, где другие системы стремятся избежать тепла, это устройство зависит от него. Полупроводник поглощает более высокочастотные волны света, чтобы обеспечить процесс расщепления воды, и помещается в камеру, по которой течет вода. Низкочастотный инфракрасный свет используется для нагрева камеры примерно до 70 ° C, что ускоряет реакцию разделения воды, а также подавляет тенденцию молекул водорода и кислорода к рекомбинации в молекулы воды, прежде чем они могут быть отдельно собраны.

Устройство достигло эффективности 9% в идеализированных лабораторных испытаниях с использованием очищенной воды. При переходе на водопроводную воду он достиг около 7%. А в ходе испытаний на открытом воздухе, имитирующих крупномасштабную фотокаталическую систему разделения воды, работающую от сильно меняющегося естественного солнечного света, она показала эффективность 6,2%.

Загрузка статьи...