Новое устройство призвано разделять воду на водород и кислород напрямую, просто под действием солнечного света. Авторы изобретения надеются, что находка поможет эффективно вырабатывать экологически чистое топливо.
Учёные из швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (EMPA) совместно с коллегами из университета Базеля (Universität Basel) и аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) создали и испытали нанобиоэлектрод для фотоэлектрохимической ячейки (PEC).
В устройстве такого типа расщепление воды идёт непосредственно на поверхности электродов, выставленных на свет. Так что отпадает необходимость в промежуточной выработке электроэнергии, как в случае классического тандема «солнечные батареи – электролизёр».
На роль материала для PEC физики не раз пробовали оксиды металлов (некоторые из них обладают хорошими фотокаталитическими свойствами). В новой работе учёные решили применить гематит (разновидность оксида железа). Он усваивает энергию лучей в видимом спектре, дёшев и к тому же широко распространён.
Однако главная изюминка эксперимента — второй компонент электрода. Это фикоцианин (phycocyanin), белок, содержащийся в сине-зелёных водорослях (цианобактериях).
"Я был вдохновлён природным фотосинтезом цианобактерий, в котором фикоцианин выступает в качестве основного собирающего свет компонента. Я хотел запустить искусственный фотосинтез с использованием керамики и белков", — вспоминает Дебаджит Бора (Debajeet K. Bora) из EMPA, главный автор разработки.
Исследователи поместили сеть молекул фикоцианина на поверхность гематитового электрода. При этом, утверждает Бора, белок образовал с оксидом железа ковалентную связь.
Испытав такой гибридный материал, учёные обнаружили, что электрод с биологической добавкой производит вдвое больший индуцированный фототок в сравнении с аналогом, построенным из одного гематита. То есть новый материал поглощал и использовал больше фотонов.
При этом белковый комплекс на поверхности пластины, к удивлению специалистов, оказался довольно стойким. Он не разрушался при контакте с оксидом железа в щелочной среде на ярком свете, хотя теоретически эти условия для него не слишком-то благоприятны.
Разработка EMPA представляет интерес в качестве возможного способа производства водородного горючего. Нужно только выяснить, как массово создавать такие электроды и как они будут работать в реальных установках, а не в крохотном лабораторном образце.
-----------------------------------------------
Это под действием солнечного света то? Вот что мне интересно... Почему никто не задумывается что энергия солнышка на земле годится только поиграться? Да и в космосе то же самое, для пока что игрушечных земных аппаратиков а-ля бочка...
-------------------------------
Ну я готов послушать... А впрочем поиграйтесь ещё... :)
Мне вот интересно, неужели быть дураком настолько приятно?
;) Зарапортовались вы, батенька.
>Сколько водорода в граммах получим за день на экваторе с одного метра квадратного?
Прикинем: солнечная постоянная ~1.3 кВт/м^2. За день оценочно получим 1300*12*3600=56 МДж. Энергия диссоциации: 2H2O -> O2+2*H2. 2*(493+424)-494-2*436=460 КДж/моль. Итого ~ 240 молей H2 в день, или 120 грамм. Все это крайне грубо, но для оценки сойдёт.
Но, думаю, порядка нескольких грамм в день получать реально.
Что мне нравится в подходе этих товарищей — нулевая стоимость техобслуживания. Поставил на солнце поддоны с реактивом и радуешься. Правда, как и с обычной солнечной энергетикой возникает вопрос: где взять площади, и не будет ли более рациональным их использование в иных целях? Тут уже нужно конкретно считать.
В любом случае — молодцы химики!
На земле даже в полдень , даже близко к экватору, будет значительно меньше. Откуда 12 часов? или расчёт для места в средних широтах?, так я живу на 57 параллели, но хорошо «припекает» у нас максимум 6-8 часов. А если облака? Считать надо для места удалённого от экватора не более 25 градусов. там солнце стоит выше 45 градусов примерно 6 часов. Не вдаваясь в детали предположу, что если утилизировать всю солнечную энергию для описанных условий, получим в теории не больше 40 грамм H2. если привести к практическим показателям (КПД < 10%) выходит меньше 4г. с кв. метра в сутки... мизер. Если даже экватор охватить кольцом шириной километр — 160 тыс. тонн в сутки, ~50 млн. тонн в год. Маловато будет, к примеру один только ЛУКОЙЛ добывает в год более 5 МИЛЛИАРДОВ тонн природного газа! ... прикинув дальше прихожу к выводу после исчерпания углеводородов солнечная энергетика человечество не спасёт, хоть всё землю облепи преобразователями солнечного света.
(интересно много ли раз я ошибся, кто нибудь проверит расчёты?)
«10 грамм вроде даже соёдёт на заправку автомобиля?»
Если авто на топливных элементах, нужен примерно 1 кг водорода на 100 км пробега.
>нет КПД 1 ,есть 100%" -- Это в чём я заропартовался..??
На Землю доходит не более 1000 вт/м2 .. но это к слову.. Получите вы на 1 кв м — не 56 ,а миниум в два раза меньше ..угол надо учитывать милейший.. посему: мах- 6квт*ч с 1 м2 — или 21,6 мдж..
-- посчитать можно ещё проще: берём энтальпию ж.воды 286 кдж/моль или получается около 16 кдж/гр Н2О , при этом надо помнить ,что там всего 1/9 Н2 — или получится 144 кдж/гр Н2 ..или около 150 гр Н2.. Но самом деле более чем на 120 гр нам надеяться не стоит.. Ответ похож, но ваши рассчёты неправильны ..
А вы, что, серьёзно видите разницу между 1 и 100%?
На экваторе доходит и больше
Должны быть всевозможные микроорганизмы кушающие все что угодно.
Засеять спорами бактерий кушающих пластик под воздействием солца и выдающие скажем матан океаны и пусть себе живут.
Очистят океан от дряни, что мы туда наскидывали.
Там уж пофиг вообще какой кпд ,что они возьмут себе для жизни, что вернут природе, главное чтобы мусор съели.
Несмотря на дату выхода — 1971 год, актуален до сих пор. И, полагаю, даже сейчас читать его будет интересно (тайны, ужасы, приключения). Там тоже учёные намеревались решить с помощью микробов проблему пластикового мусора, но получили цепь катастроф.
Александр Иерархов 30 декабря, 02:04
Не, ну шутки-шутками, а как насчет Дэниела Барда по той самой ссылке вики от Леонида Попова?
Данная тема — микроорганизмы кушающие те или иные вещества многожды обыгрывалась в литературе и кино.
Я спрашивал о рельном положении дел, ну вдруг тут не только трепачи виртуальные, а и настоящие специалисты бывают?
И как по мне вопрос опасности таких микроорганизмов сильно раздут, пластмасс есть тысячи видов, представить себе микроорганизм способный питаться всеми ими довольно сложно, еще сложнее представить себе микроорганизм способный сам переходить на новый искусственно созданный рацион и приспосабливаться к искусственно созданной окружающей среде.
Это я к тому, что человечество, как фактор мутагенеза, для такого микроорганизма на порядок, если не больше превосходит все природные факторы мутагенеза.
Это значит, что не угнаться за нами мееедленной природе.
Поэтому какой бы фокус не выкинул такой микроорганизм мы всегда будем на несколько шагов впереди.
Поэтому какой бы фокус не выкинул такой микроорганизм мы всегда будем на несколько шагов впереди.»
_Вы считаете микробы живыми существами?