Солнечный реактор производит водород и улавливает отходы

24.04.2023

Инженеры EPFL создали и опробовали солнечный реактор, который может генерировать водород из солнечного света и воды. Система не только высокоэффективна в производстве водорода, но и улавливает отходы кислорода и тепла, чтобы также использовать их.

Водород должен стать ключевым игроком в возобновляемой энергетике, и одним из самых эффективных способов его производства является расщепление воды на ее составляющие молекулы. Когда этот процесс выполняется с использованием солнечной энергии, он называется искусственным фотосинтезом, и это тот процесс, который использует новый реактор.

Реактор EPFL выглядит как спутниковая антенна, и работает он по схожему принципу - большая изогнутая поверхность собирает как можно больше света и концентрирует его на маленьком устройстве, подвешенном посередине. В этом случае тарелка собирает тепло от Солнца и фокусирует его примерно в 800 раз на фотоэлектрохимическом реакторе. Вода закачивается в этот реактор, где солнечная энергия используется для расщепления молекул на водород и кислород.

Реактор также захватывает два отработанных продукта процесса, которые обычно только что выделяются - кислород и тепло. Кислород может быть полезен больницам или промышленному использованию, тогда как тепло проходит через теплообменник и может использоваться для нагрева воды или внутренней части здания.

Реактор тестировали в кампусе EPFL в течение 13 дней в августе 2020 года, феврале и марте 2021 года, чтобы понять, как он работает при разных погодных условиях. Установлено, что его эффективность от солнечной энергии к водороду в среднем превышает 20%, производя около 500 г (1,1 фунта) водорода в день. Команда говорит, что с такой мощностью в течение года система могла бы питать 1,5 автомобиля на проезжающих на среднее расстояние водородных топливных элементах или обеспечивать примерно половину потребностей в электроэнергии домохозяйства из четырех человек.

"С выходной мощностью более 2 киловатт мы превысили предел в 1 киловатт для нашего пилотного реактора, сохранив при этом рекордно высокую эффективность для этого большого масштаба", - сказала София Хауссенер, соответствующий автор исследования. "Скорость производства водорода, достигнутая в этой работе, действительно обнадеживающим шагом к коммерческой реализации этой технологии".

<< Назад: Портативный принтер для печати растворимого пластыря с вакциной 25.04.2023

>> Вперед: Однослойный графен продемонстрировал гигантское магнитосопротивление 24.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Гиперстабильный искусственный белок 26.02.2020 Новый гиперстабильный искусственный белок создан в Университете Шиншу в сотрудничестве с Университетом Принстона. Его предшественник - белок WA20 - мог выдерживать температуру в максимум 75°C. Ожидается, что белковые наноструктурные блоки с использованием SUWA будут применены для исследований в области нанотехнологий и синтетической биологии в ближайшем будущем. Белки и самоорганизующиеся белковые комплексы выполняют функции внутри живого организма, подобно наномашинам, что делает их ключевым компонентом в различных реакциях. Искусственный белок с желаемыми функциями мог бы найти много применений в биофармации и обеспечивать химические реакции с низким воздействием на окружающую среду. Эта нанотехнология находится в масштабе молекул - 1/1000000 миллиметра, что затрудняет работу с ними, но имеет много многообещающих применений. Белки денатурируют или разрушаются, необратимо изменяя свою структуру, например, когда вода вокруг яйца вскипает или кусок филе превращается в стейк. Это предотвращает использование белков, когда они должны выдерживать нагрев. Ученые возлагали большие надежды на использование белков в нанотехнологиях и синтетической биологии. Новая разработка - SUWA (Super WA20) - белок в форме "столпа" оказался способен выдерживать температуру в 100°C и не разрушаться при этом. Белок SUWA de novo (Super WA20) значительно более стабилен, чем его предшественник WA20. SUWA не кипел при 100°C, а WA20 денатурировал при 75°C. Было установлено, что средняя температура денатурации белка SUWA составляет 122°С. Это ультра-стабилизированный искусственный белок. Характерная трехмерная структура димера с пополам U-топологией SUWA была выяснена методом рентгеновской кристаллографии. Молекулярно-динамическое моделирование предполагает, что стабилизация центра альфа-спиралей способствует структурной стабилизации и высокой термостойкости SUWA.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026