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  Светлое будущее с гибкой электроникой от европейского стартапа Light.Touch.Matters. Только попробуйте тронуть!

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

Первая частная солнечная электростанция в Киевской... Предприниматель из села Гнидын Киевской области установил на крыше дома солнечные панели. Так он решил проблему постоянных перебоев с электроснабжени...
Солнечная энергия будет дешевле, чем электричество... В результате исследования, проведенного в прошлом месяце учеными из Энергетического Института Франкфурта (Германия), получено заключение, что к 2025 ...
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...
Лидером солнечной энергетики становится Китай, США... Семимильными шагами правительство КНР движется к «солнечному» будущему страны. Возобновляемые источники энергии становятся приоритетным направлением ...

Сохрани, чтобы не потерять