Искусственный лист, улавливающий углекислый газ

01.02.2022

Инженеры из Университета Иллинойса в Чикаго создали систему для очистки воздуха от углекислого газа (CO2), которая потребляет меньше энергии, чем светодиодная лампочка мощностью 1 Вт, и улавливает в 100 раз больше CO2, чем другие "искусственные листья". И делает это в реальной среде.

"Его можно масштабировать, модули можно добавлять или убирать для более точного соответствия потребностям и доступного использования в домах и классах, а не только в прибыльных промышленных организациях. Небольшой модуль размером с домашний увлажнитель может удалять более 1 кг CO2 в день, а четыре промышленных электродиализных стеллажа - более 300 кг CO2 в час", - сказал Минеш Сингх, доцент кафедры химического машиностроения в Инженерном колледже Университета Иллинойса в Чикаго и автор статьи.

Американские исследователи поместили стандартную единицу искусственного фотосинтеза в прозрачную капсулу с водой и полупроницаемым внешним слоем. При попадании солнечного света на устройство, вода испарялась через "поры", а на ее место втягивался углекислый газ, который внутренний блок превращал в монооксид углерода. При этом CO можно добывать из устройства и использовать для производства синтетического топлива (делается из смеси CO и H2). Эта идея вполне могла бы заинтересовать Илона Маска.

Были использованы недорогие материалы для интеграции электрически заряженной мембраны, которая действует как градиент воды и с сухой, и с влажной стороны. На сухой стороне органический растворитель присоединяется к захваченному углекислому газу и превращает его в концентрированный бикарбонат (пищевая сода), накапливающийся на мембране. По мере образования бикарбоната, отрицательно заряженные ионы притягиваются через мембрану к положительно заряженному электроду в растворе на водной основе на влажной стороне мембраны. Жидкость растворяет бикарбонат обратно в углекислый газ. Электрический заряд используется для ускорения переноса бикарбоната через мембрану.

Размер этой системы - с обычный городской рюкзак. Ее скорость захвата углерода по сравнению с площадью поверхности, необходимой для реакций - 3,3 ммоль в 1 час на 4 см2. Это более чем в 100 раз лучше, чем у других систем. При этом для питания реакции нужно 0,4 кДж/час электроэнергии. Авторы рассчитали, что стоимость 1 тонны углекислого газа будет 145 долл., что соответствует рекомендациям Министерства энергетики (200 долл. за тонну).

<< Назад: Craob X - ноутбук без разъемов 02.02.2022

>> Вперед: Разблокировка гаджета с помощью уха 01.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Камера STAMP снимает со скоростью 4,4 трлн. кадров/сек 24.08.2014 Скорость света составляет почти 300 000 км/с. Огромное значение, если вспомнить, что длина экватора Земли составляет "всего" 40 000 км. Зафиксировать "движение света" с различимой для человека скоростью удалось лишь недавно. Этот метод получит название фемтофотография. Как сообщает журнал Nature, японским ученым удалось изобрести самую быструю подобную камеру в мире. Она способна делать снимки со скоростью 4,4 трлн кадров в секунду (4 400 000 000 000), что примерно на три порядка быстрее существующих камер подобного рода. Разрешение снимков при этом составляет 450 х 450 пикселей. Камеру, или скорее технологию, назвали STAMP (Sequentially Timed All-optical Mapping Photography). Ученые заверяют, что благодаря этой камере, возможно заснять подробно процесс теплопроводности, который происходит со скоростью около 1/6 скорости света. На данный момент возможности установки ограничены из-за ее больших габаритов. Площадь системы составляет около 1 м2. Разработка STAMP длилась около трех лет. Ученые уверены, что после уменьшения габаритов установки их устройство сможет найти применение во многих областях, к примеру, в медицине или лазерной технике.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025