Ученые разработали искусственный лист, использующий солнечный свет для создания водорода для топливных элементов

Ученые разработали искусственный лист, использующий солнечный свет для создания водорода для топливных элементов

Принцип работы искусственного листа

Искусственный лист, способный с помощью света расщеплять воду на кислород и водород, создан учеными из Объединенного центра искусственного фотосинтеза Калифорнийского технологического института (Joint Center for Artificial Photosynthesis, JCAP). Полученный метод может быть использован для устройств на водородно-кислородных топливных элементах. Работа над созданием технологии велась более пяти лет и результаты исследования был опубликованы в научном онлайн-журнале Energy and Environmental Science.

«Рукотворный» лист представляет собой фотоэлектрохимическую ячейку, принцип работы которой аналогичен фотосинтезу в наружном органе растения. Инновационный элемент состоит из трех основных компонентов: специальной мембраны, фотоанода и фотокатода. В качестве материала для их изготовления может быть использован арсенид галлия или обычный кремний, а для защиты их от коррозии наносится 62,5-нанометровый слой диоксида титана (применяется в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, косметики и др.). Для ускорения разложения воды ученые использовали катализатор.

Ученые расщепляют воду на водород и кислород
Ученые расщепляют воду на водород и кислород

Статья по теме: Искусственный лист будет генерировать кислород, проект Silk Leaf Джулиана Мелчиорри

По мере поступления солнечного света на анод он расщепляет воду на газ, электроны и протоны, одновременно вынуждая протоны и электроны «сливаться» в молекулы водорода. Образовавшийся газ фильтруется через специальную пластиковую мембрану, разъединяющую полученные молекулы кислорода и водорода, который затем поступает в особое хранилище.

Читайте также  Бесплатные солнечные батареи установят жителям неблагополучных кварталов Вашингтона

Для катализа распада воды может использоваться платина, однако исследователи нашли более дешевую замену, которая обладает не меньшей эффективностью – никель. Напыление из этого металла толщиной 2 нанометра наносится на фотоанод, при этом на катод также может быть нанесено напыление из никель-молибденового сплава.

Высокоэффективное фотоэлектрохимическое устройство для расщепления воды использует солнечный свет

Сообщается, что новый фотоэлектрохимический элемент может работать беспрерывно в течение 40 часов. А его производительность позволяет преобразовывать около десяти процентов солнечного света в химическую энергию, которая в топливных элементах конвертируется в электричество без применения малоэффективных процессов горения.

Читайте также: Искусственный лист с помощью фотосинтеза генерирует энергию с большей эффективностью, чем природаня зелень

«Результат этого пятилетнего проекта стал своеобразной «вехой» для всей команды JCAP, и что самое важное – мы не просто достигли цели, но сделали это вовремя и вложились в выделенный бюджет», — отмечает профессор химии и научный директор JCAP Нейт Льюис (Nate Lewis).

Источник: nplus1.ru

На домашней солнечной станции можно зарабатывать 5... Киевлянин Виталий Несенюк почти год не оплачивает счета за электроэнергию. Более того, он еще и зарабатывает на ней, продавая излишки государству. Му...
Рекорд эффективности солнечных батарей Solar City ... Всего лишь несколькими днями ранее, в начале октября компания Илона Маска SolarCity, которая является одним из крупнейших в США производителем и уста...
В Чернобыле планируют строить солнечные электроста... Сделать «зону отчуждения» не просто активной в промышленном отношении, но и выйти на самоокупаемость региона или даже некоторую прибыль, можно с помо...
Солнечная тепловая станция украинского изобретател... Сергей Юрко физик-энтузиаст из Миргорода (Полтавская область) разработал и сконструировал чрезвычайно простую и дешевую солнечную станцию для подогре...

Сохрани, чтобы не потерять