Очистка воды и производство водорода с помощью искусственного фотокатализа

23.11.2023

Исследователи из Кембриджского университета представили инновационное устройство, работающее на солнечной энергии, способное одновременно преобразовывать загрязненную или обычную морскую воду в водородное топливо и чистую питьевую воду.

Новое устройство, основанное на солнечной энергии и использующее искусственный фотокатализ, представляет собой значимый шаг в решении глобальных проблем с питьевой водой и топливом, особенно в странах третьего мира.

Ученые внедрили фотокатализатор, поглощающий ультрафиолетовый свет, на наноструктурированную углеродную сетку, которая, в свою очередь, впитывает инфракрасный свет. Этот подход призван стимулировать процесс образования водяного пара, который используется фотокатализатором для производства водорода. Пористая углеродистая сетка, обработанная для отталкивания воды, позволяет фотокатализатору свободно перемещаться и сохраняться над поверхностью воды, минимизируя воздействие загрязнений. Также эта конфигурация устройства повышает эффективность использования солнечной энергии. Исследователи смогли эмулировать технологию транспирации, подражая процессу движения воды через растение и ее испарению из надземных частей.

После этого ученые провели испытания своего изобретения, используя реальные источники открытой воды, включая реку Кем в центре Кембриджа и мутные промышленные стоки от производства бумаги. В результате устройство поддерживало 80% начальной производительности даже через 154 часа в искусственной морской воде.

Согласно утверждениям исследователей, так как фотокатализатор изолирован от загрязнений в источнике воды и остается относительно сухим, устройство способно сохранять свою эксплуатационную устойчивость на протяжении длительного времени.

<< Назад: Квантовый алгоритм защиты данных 23.11.2023

>> Вперед: SNSPD-камера для исследования фотонов 22.11.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Аккумуляторы из древесных отходов 09.04.2012 Ученые из Технологического университета в Познани (Польша) и Университета в Линчепинге (Швеция) разработали аккумулятор, основанный на лигнине - побочном продукте целлюлозно-бумажной промышленности. Это открытие в будущем может помочь в создании дешевых аккумуляторных батарей из растительных отходов, а не дорогостоящих металлов. Новый тип катода состоит из производных лигнина, содержащих хиноны и электропроводящий полипиррол. Созданный учеными композитный материал эффективно проводит электрический заряд и может стать основой дешевого аккумулятора. Тонкая пленка материала толщиной всего 0,5 мкм накапливает и отдает энергию в процессе окислительно-восстановительных реакций. Лигнин является самым распространенным природным материалом после целлюлозы. Более того - эта коричневая субстанция в больших количествах вырабатывается бумажной промышленностью и при производстве биотоплива. Преимуществом использования возобновляемых материалов, вроде лигнина, для хранения электроэнергии в том, что этого сырья на Земле в избытке. Большинство растений содержат 20-30% лигнина, который сейчас просто сжигается. В свою очередь, литий-ионные аккумуляторы требуют дорогостоящих и редких металлов, таких как кобальт. Пока лигниновые аккумуляторы обладают рядом недостатков. Прежде всего, это быстрый саморазряд, т.е. батареи постепенно разряжаются, даже если к ним не подключен потребитель тока. Однако ученые обнаружили, что различные производные лигнина по-разному ведут себя в катодах аккумулятора. Поэтому есть надежда, что удастся оптимизировать технологию и создать аккумулятор хранящий энергию продолжительное время. Но в любом случае, недостатки аккумулятора из древесных отходов будут компенсированы его низкой ценой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026