Нанокристаллы продуцируют водород под действием света

Природный фотосинтез позволяет растениям собирать солнечный свет и конвертировать его в энергию — электрическую и химическую.

Большинство искусственных фотосинтетических систем стараются имитировать этот естественный процесс, используя для запуска расщепления воды на водород и кислород абсорбирующие свет органические красители, называемые хромофорами. К сожалению, основной проблемой таких систем является слишком короткое время жизни, поскольку солнечные лучи разрушают абсорбирующие их красители всего за нескольких часов.

Тодд Крауз (Todd Krauss) и Патрик Холланд (Patrick Holland) с коллегами из Университета Рочестера (Великобритания) разработали новую водород-генерирующую систему, состоящую из квантовых точек селенида кадмия (CdSe), никелевого катализатора и аскорбиновой кислоты. Она способна работать на протяжении нескольких недель (а не часов, как в других случаях) и показывает эффективность в водном растворе в 36% (эффективность конвертации солнечной энергии в водород). При использовании водно-спиртовой среды показатель может быть повышен до 66%, что рекордно для жидкостных систем. Единственный недостаток процесса — постоянный расход витамина С, играющего роль донора электронов.

CdSe-квантовые точки абсорбируют два фотона и таким образом передают два электрона на никелевый катализатор, который использует их для восстановления двух протонов из воды с образованием водорода (ни селенид кадмия, ни никелевый катализатор не разлагаются под действием солнечного света). Учёные так и не смогли найти удовлетворительного ответа на вопрос, почему именно никелевый катализатор наиболее эффективен в данном варианте искусственного фотосинтеза, а не традиционная платина.

В заключение заметим, что подобный чистый источник водорода может пригодиться не только в энергетике, но и в химической промышленности, к примеру, в процессе Габера (производство аммиака).

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
Предложен простой способ расщепления воды на кислород и водород
Американские ученые нашли простой катализатор, позволяющий электролизом расщеплять воду на кислород и водород. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Natural Academy of Sciences, кратко о нем сообщает Хьюстонский университет (США).В качестве катализатора специалисты предлагают использовать недорогое ..
2017-05-16 19093 0 Технология
0
Разработаны нанокристаллы для новых солнечных панелей
Плохая прочность поглощающих свет материалов, является одной из причин, препятствующих широкому внедрению солнечной энергии, так как их свойства зачастую ухудшаются с течением времени. Для решения этих задач, исследовательская группа, в состав которой входили доктор Михаил Замков из «Университета ..
2012-08-24 1653 0 Технология
0
Кремний и вода дадут водород в 150 раз быстрее
Сверхмаленькие частицы кремния, вступая в реакцию с водой, практически мгновенно производят водород. Таковы результаты исследования, проведенного учеными из университета Буффало. В ходе серии экспериментов ученые создали сферические кремниевые частицы около 10 нанометров в диаметре. Объединенные с водой, ..
2013-01-26 1693 0 Технология
0
Учёные разработали жидкие солнечные нанобатареи
Учёные из Университета Южной Калифорнии (USC) создали невероятно дешёвые и стабильные солнечные батареи, состоящие из очень маленьких нанокристаллов, плавающих в проводящей электричество жидкой суспензии, сообщает «WordScience.org». Солнечные нанокристаллы имеют размер около четырёх нанометров. К примеру, на булавочной ..
2012-04-27 2830 0 Технология
0
Ржавчина и солнце заменят ископаемые виды топлива
Использование солнечного света и сверхтонких пленок оксида железа или ржавчины, по словам ученых из Израильского технологического института, способно разделить молекулы воды на водород и кислород. Этот прорыв, как говорят они, может привести к менее дорогим и более эффективным способам хранения ..
2012-11-15 1653 0 Технология
0
Ученые создали новый катализатор для расщепления воды
Водород уже давно позиционируется, как экологически чистое топливо будущего. Но с его промышленным производством до сих пор не все так гладко. Для расщепления воды на водород и кислород используются платиносодержащие катализаторы, которые слишком дорогостоящие для того, чтобы рассматривать их с точки зрения удовлетворения всех энергетических потребностей человечества. ..
2013-01-22 2667 1 Технология
1
Создана ткань, очищающаяся на солнце
Одежда из модифицированного хлопка самостоятельно избавится от грязи и продезинфицирует себя под действием видимого света. Представьте, что испачканную одежду не нужно стирать: достаточно вывесить её на балкон и подождать, пока выглянет солнце. Китайские учёные Минцэ Лун из Шанхайского университета Цзяо Тун и Дэюн У из Хубэйского ..
2011-12-17 1257 0 Технология
0
Изобретён водородный бензин?
Ученые из Университета штата Орегон разработали жидкость, которая способна накапливать и отдавать водород. Подобная технология может решить проблему использования перспективного экологичного водородного топлива на транспорте и в энергетике Жидкость на основе бора и азота позволяет надежно и безопасно хранить ..
2011-12-4 1903 0 Технология
1
Ученые изобрели кремниевые наносветодиоды
Исследователи продемонстрировали обработанные жидкостью образцы кремниевых наносветодиодов «SiLEDs», цвет излучения которых зависит от размеров нанокристаллов, входящих в их состав. Кремниевые нанокристаллы имеют размеры несколько нанометров и имеют высокую излучательную способность. Ученые из германского Университета в Карлсруэ (Karlsruhe ..
2013-02-20 1125 0 Технология
0
Стэнфордские физики создали световой расщепитель воды
Эта технология позволит в промышленных масштабах производить водород. Американские физики научились использовать тонкие пластинки из кремния и сверхтонкую нанопленку из никеля в качестве основы для дешевого прибора, способного расщеплять молекулы воды на водород и кислород в течение долгого времени, и опубликовали инструкцию ..
2013-11-15 1442 1 Технология
1
Получение дешевого водорода из воды стало ближе
Водород обладает значительным потенциалом экологически чистого топлива, однако его производство слишком дорого, чтобы быть коммерчески целесообразным. Группа ученых из Принстонского и Ратгерского университетов сделали еще один шаг к получению дешевого водорода. Исследователи, возглавляемые профессором химии Принстонского университета ..
2013-02-13 3734 0 Технология
0
В Германии создали самое большое в мире «искусственное солнце»
Немецкие ученые создали «самое большое в мире искусственное солнце» — источник интенсивного света, с помощью которого планируется производить экологически чистое топливо. Об этом сообщает The Guardian.Эксперимент с «прожекторами» проводится в Германском аэрокосмическом центре в 50 километрах от Кельна. Там ученые разместили ..
2017-03-26 4139 0 Технология
0
Солнечные батареи будут делать из ржавчины
Новый тип солнечных батарей, вырабатывающих синтетическое топливо из света и воды (фотоэлектрохимических топливных элементов), разрабатывается швейцарскими учеными. Их основным материалом выступила ржавчина, сообщается в журнале Energy & Environmental Science. Ржавчина (окись железа) может произвести революцию в солнечной энергетике. ..
2014-06-23 1441 0 Технология
0
Собрана эффективная солнечно-водородная энергетическая система
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) из доступных в свободной продаже компонентов собрали солнечно-водородную энергетическую систему. Их работа опубликована в Journal of Electrochemical Society, а краткое изложение приводится в сообщении швейцарской школы. По данным исследователей, в их системе эффективность преобразования ..
2016-08-28 10444 0 Технология
0
Наука и технологии. Алюмоэнергетика — черты грядущего
Репортаж Максима и Петра Калашниковых из Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН. Завотделом «Алюмоэнергетика» Евгений Школьников о том, что топливом будущего может стать волшебный металл -- алюминий. Как получать сразу водород, электричество, тепло и сырье для производства искусственных ..
2013-11-27 1480 0 Технология
0