Ученые повысили процент получения водорода из воды

Ученые повысили процент получения водорода из воды

Фотокаталитическое расщепление воды использует солнечный свет для разделения воды на водород и кислород. Это экологически чистый способ получения водорода для топливных элементов. В журнале «Angewandte Chemie», японские исследователи представили новый способ получения более эффективных фотокатализаторов. Их метод использует крошечные полые сферы, покрытые изнутри и снаружи сокатализаторами разного типа.

В реакции фотокаталитического расщепления воды катализатор, как правило, полупроводник, захватывает фотоны. Электроны, получая дополнительную энергию, переходят из валентной зоны в зону проводимости. Электронные пустоты, появившиеся в валентной зоне, рассматриваются как положительно заряженные «дырки». Если электроны и дырки успевают мигрировать к поверхности катализатора до того как противоположные заряды скомпенсируют друг друга, то они могут передаваться молекулам воды и приводить к преобразованию воды в водород и кислород.

Теоретически, катализаторы на основе нитрида тантала (Ta3N5) должны бы хорошо подходить для фотокатализа с использованием видимого света. Тем не менее, две основные проблемы препятствуют их успешному использованию на практике: во-первых, на поверхности катализатора, результирующий продукт, кислород и водород, немедленно вступают в реакцию друг с другом с образованием воды. Во-вторых, получаемое разделение зарядов на электроны и дырки, образующиеся в реакции, работает не вполне правильно, так как заряды быстро рекомбинируют.

Сокатализаторы предназначены для повышения эффективности путем захвата электронов или дырок, и передачи их в воду. Драгоценные металлы, такие как платина, могут улучшить отдельные шаги получения водорода; оксиды металлов, таких как иридий и кобальт, катализируют процесс получения кислорода. Тем не менее, оснащение фотокатализаторов обоими типами сокатализаторов не привело к каким-то существенным успехам.

Команда во главе с Доменом Казунари (Kazunari Domen) в Токийском Университете выдвинула интересное предположение: что, если оба сокатализатора, вместо равномерного распределения по катализатору, пространственно разделить? Чтобы достичь этого, исследователи разработали простой метод для производства микрочастиц, которые они назвали — «ядро-оболочка».

Ядро диоксида кремния в дальнейшем растворялось, оставляя предельно тонкие, пористые, полые шарики, выполненные из нитрида тантала, покрытого с внутренней стороны наночастицами платины, а с внешней стороны оксидом иридия или кобальта.

Источник: itword.org

Похожие новости:
Разработан дешевый метод получения графена
Американские и корейские ученые разработали метод получения графена из сухого льда, который отличается очень низкой стоимостью.В настоящее время графен получил почетный статус синтетического материала века – совершенно плоские листы, состоящие из атомов углерода, ..
2012-05-12 5073 0 Технология
0
Энергия вулкана для получения электричества
Пробуждать от спячки вулкан - кажется небезопасной и опрометчивой идеей. Однако это то, чем собираются заняться инженеры американской компании AltaRock из Сиэтла. Ученые разработали технологии способные получать энергию из термальных процессов, происходящих в вулкане.Американское Бюро по управлению землями (US Bureau of Land ..
2013-12-28 1815 0 Технология
0
В России задумались о создании искусственных островов
Крупные девелоперские кампании России задумались о создании искусственных островов и строительстве на этих новых землях жилья. Однако закона о застройке искусственных островов не существует и строительство грозило проходить в полном правовом вакууме. За решение этих вопросов взялся Минприроды. ..
2015-06-25 1544 0 Технология
9
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 5175 0 Технология
0
Изобретен самовосстанавливающийся бетон без трещин
Алан Ричардсон, ученый из Университета Нортумбрии в Великобритании предложил использовать для получения кальцита (кристаллической формы природного карбоната кальция) бактерии Bacilli megaterium. Это вещество может быть использовано для блокирования читать далее...Источник: pronowosti.ru ..
2012-05-3 2043 0 Технология
-1
В Японии придумали светящийся шелк
Японские ученые генной инженерии работают над выведением шелкопрядов, которые будут производить нити шелка светящиеся под люминесцентными лампами красным, зеленым или оранжевым цветом. Исследовательская группа под руководством Тошики Тамуры из Национального института агробиологии модифицировала шелкопряд путем ..
2013-06-24 1562 0 Технология
0
Будущее топливных элементов связали с платиновыми многогранниками
Химики из США, Китая и Саудовской Аравии разработали метод получения наноразмерных платиновых многогранников, которые придают катализаторам топливных батарей рекордную удельную эффективность. Работа с описанием новой технологии опубликована в журнале Science, кратко о ней можно прочитать на сайте ..
2014-02-28 1556 0 Технология
0
Разработан способ получения электроэнергии от растений
Фотосинтез - довольно простой процесс, который ученые поняли уже довольно давно. Но недавний прорыв в использовании солнечной энергии удалось понять недавно, нескольким членам научного сообщества. Команда исследователей из Университета штата Джорджия придумала, как использовать фотосинтез для получения ..
2013-05-13 3582 0 Технология
0
Датские ученые на грани получения лекарства от ВИЧ
Датские ученые считают, что они на грани получения лекарства от ВИЧ, которое может быть использовано для лечения миллионов людей с вирусом СПИДа. Клинические испытания, которые в настоящее время проводятся на основе новой техники, включают в себя удаление вируса ВИЧ из ДНК человека, что позволяет ..
2013-05-2 1819 3 Технология
0
Ученые создали новый способ получения стекла
Группа ученых из Великобритании и Германии предложила способ получения стекла, при котором не требуется охлаждения жидкости. При охлаждении жидкости ниже температуры плавления она либо кристаллизуется, либо становится стеклом. Стекло представляет собой особенное состояние вещества: оно имеет механические ..
2012-11-13 2711 0 Технология
0
Ученые Приморья изобрели способ удешевить выпуск пластика в два раза
Ученые Приморья разработали технологию безотходного производства титанового пигмента, которая позволит снизить стоимость краски, бумаги и пластика в 1,5-2 раза, сообщил РИА Новости в среду представитель Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). "Сегодня в мире производят около 5 миллионов тонн ..
2014-02-26 1622 0 Технология
0
Ученые научились производить дешевое водородное топливо
Когда речь идет о топливе, использование растительности — это не просто тенденция, а необходимость в пресечении зависимости от ограниченных (и грязных) нефтересурсов. Водородное топливо является прекрасной альтернативой, но его создание является сложным и дорогостоящим процессом. Тем не менее, группа ученых из Университета Колорадо ..
2013-08-6 2450 0 Технология
0
Корейцы представили дешевый способ выращивания графеновых пластин
Институт передовых технологий компании Samsung (SAIT) совместно с учеными университета Сонгюнгван разработали простой и дешевый способ получения графеновых пластин больших площадей, сообщает Phys.org. Ожидается, что он может привести к всплеску использования графеновых волокон в электронной промышленности, ..
2014-04-10 2446 0 Технология
0
Учёные нашли новое средство от ожогов
Учёные установили, что защитой от солнца может выступить не только средство из искусственных компонентов, но и из природных. Группа испанско-итальянских исследователей пришли к заключению, что клубника может послужить как и солнцезащитное средство, так и средство, снижающие остроты симптомов после ожога. Был проведён эксперимент, для которого ..
2012-08-12 1703 0 Технология
0
В США разработана технология получения чистой воды из навоза
Новая система позволяет получать примерно 0,5 кубометра воды из каждого кубометра навоза. Ученые из американского Университета штата Мичиган разработали технологию получения чистой воды из навоза. По их словам, это изобретение будет особенно востребовано в засушливых регионах планеты. "Тысяча коров производит ..
2014-05-30 1598 0 Технология
0