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  Как взломать WI-FI?

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

«Солнечная» дорога «Solar Roadways», самый успешны... Семейная пара из Айдахо создала компанию 'Solar Roadways Incorporated' еще в 2006 году. Скот и Жюли Брусо (Scott, Julie Brusaw) разработали проект, к...
Теперь 35%: новый рекорд эффективности солнечных б... Ученые из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) установили новый мировой рекорд по количеству энергии, которое солнечные батареи могут сгенерирова...
Во Франции 1000 км дорог покроют солнечными панеля... Сеголен Руаяль, министр экологии и энергетики Франции, заявила, что правительство в ближайшие пять лет планирует проложить не менее 1000 км дорог с п...
В Тернопольской области построят солнечную электро... В Тернопольской области в ближайшее время будет построена солнечная электростанция. Площадь нового объекта «зеленой» энергетики составит около пяти г...

Сохрани, чтобы не потерять