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:
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 2144 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 3900 0 Технология
0
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 1675 0 Технология
0
Ученые нашли дешевый способ создания полупроводников
Сотрудники факультета металлургии университета Юты использовали старую микроволновую печь, для того чтобы быстро создать нанокристаллический полупроводник, используя дешевые и малотоксичные материалы.Они надеются, что этот способ в дальнейшем будет применяться для создания более эффективных фотогальванических солнечных батарей ..
2013-05-6 1789 0 Технология
1
Растительная целлюлоза по прочности не уступает стали
Кристаллы целлюлозы, которые дают деревья и растения имеют высокую прочность, легкий вес и устойчивость. Нанокристаллы можно использовать для создания нового класса биоматериалов, такие как строительные материалы и автомобильные компоненты. Расчеты показывают что атомное строение кристаллов целлюлозы имеет жесткость ..
2013-12-19 2276 0 Технология
0
Новая технология увеличивает КПД солнечных батарей
По словам ученых, материал, который разделяет частицы света на несколько пакетов энергии в конечном счете может сделать работу солнечных батарей более эффективной. Материал, известный как пентацен (pentacene), находясь в тонком слое покрытия солнечной батареи, может ..
2013-04-21 3244 0 Технология
0
Электронику будущего зарядит человеческое тело
"Интернет вещей" — это концепция сверхсети, объединяющей как виртуальные, так и реальные предметы. В представлении футурологов, чтобы воплотить ее в жизнь, каждый объект должен быть оснащен специальными датчиками. Однако для любого прибора необходима энергия. Ученые нашли ее источник в человеческом ..
2013-07-12 1686 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 2338 0 Технология
0
Ученые создали уникальный гидрогель на основе графена
Для многих людей слово «робот», скорее всего, вызывает в воображении образы металлических, механических мужчин, мало чем отличающихся от цыган. Но вместо того, чтобы создавать роботов по нашему собственному представлению, относительно новая область «мягкой робототехники” черпает вдохновение ..
2013-05-30 1949 0 Технология
0
Прозрачные солнечные батареи заменят оконные стекла
В Центре исследований Массачусетского технологического – появилась уникальная разработка, которая позволят использовать обычные окна, как солнечные батареи для производства электроэнергии, сообщает volgoplast.com. Процесс преобразования света в электричество будет происходить сам по себе, кроме того, вы не потеряете возможность ..
2014-04-01 5493 0 Технология
0
Новое устройство позволит свету двигаться бесконечно
Ученых из Института атомной и молекулярной физики в Амстердаме и из Пенсильванского университета объявили о том, что им удалось сделать наноразмерное устройство, позволяющее свету двигаться с бесконечно большой скоростью. Что же это значит? Всем известно, что скорость света в вакууме является постоянной величиной и составляет ..
2012-11-12 2045 0 Технология
0
Зеркало отучили изменять направление поляризации света
Группа физиков из США разработала многослойное зеркало, которое, в отличие от обычных зеркал, при отражении не меняет направление круговой поляризации света. Благодаря использованию периодического массива несимметричных отверстий в одном из слоев, поляризованный свет, закрученный в одну сторону, полностью ..
2017-11-19 3531 0 Технология
0
Новая сверхтонкая линза работает за счет фазового сдвига
Ученые разработали сверхтонкую линзу, в которой фокусировка осуществляется с помощью фазового сдвига света, сообщает Phys.Org. Работа исследователей опубликована в журнале Nano Letters.Устройство представляет собой кремниевый диск, на который при помощи литографии пучком электронов наносятся золотые ..
2012-09-21 1365 0 Технология
0
Группа учёных разработала новый тип солнечных батарей
Коллектив учёных из кембриджского университета разработал новый тип солнечных батарей, у которых максимальная эффективность по сравнению с обычными солнечными батареями, больше на 25 процентов, сообщает «АйтиХак». Традиционные солнечные элементы относительно неэффективны в плане захвата солнечного света и в следствии этого многие ..
2012-02-9 6719 0 Технология
0
Разработана сверхтонкая линза без аберраций
Ученые разработали сверхтонкую линзу, в которой фокусировка осуществляется с помощью фазового сдвига света. Работа опубликована в журнале Nano Letters, ее краткое содержание приводит Phys.Org со ссылкой на Американское физическое общество. Устройство представляет собой кремниевый диск, на который при помощи литографии пучком электронов наносили ..
2012-09-21 1262 0 Технология
0