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:

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 Малые модульные реакторы Rolls-Royce 18.11.2025 Развитие ядерной энергетики в мире движется к компактным, безопасным и быстрым в строительстве решениям. В Великобритании этот тренд получает практическое воплощение: правительство страны объявило о строительстве первой атомной электростанции с малыми модульными реакторами (SMR) производства Rolls-Royce в Уилфе, на территории Северного Уэльса. Проект рассчитан на обеспечение чистой электроэнергией примерно 3 миллионов домохозяйств, что делает его одним из крупнейших национальных энергетических проектов последнего десятилетия. Малые модульные реакторы по габаритам значительно уступают традиционным установкам и позволяют ускорить процесс строительства, одновременно снижая издержки и риски задержек. Реализацией проекта займется государственная компания Great British Energy-Nuclear (GBE-N), которая будет использовать реакторы Rolls-Royce SMR при условии достижения окончательного соглашения. Промышленное применение таких модульных реакторов предполагает создание гибких энергетических комплексов, способных адаптироваться к потребностям конкретных территорий и предприятий. Каждый мини-реактор способен генерировать 470 МВт низкоуглеродной энергии, что эквивалентно мощности примерно 150 наземных ветряных турбин. Начальная конфигурация станции включает три блока SMR, однако, по оценкам GBE-N, на площадке потенциально возможно разместить до восьми мини-реакторов, что позволит значительно расширить производство электроэнергии в будущем. Проект также станет важным источником рабочих мест: планируется создать около 3 тысяч новых позиций в строительстве, обслуживании и эксплуатации станции. Государственные инвестиции в этот проект оцениваются более чем в 3 миллиарда долларов, а строительство планируется начать уже в 2026 году. Электроэнергия начнет поступать в сеть ориентировочно с середины 2030-х годов. Британское правительство отмечает, что подобные проекты исправляют прошлые ошибки в сфере развития атомной энергетики и создают основу для устойчивого энергетического будущего. Малые модульные реакторы имеют значительный потенциал для экспорта технологий и электроэнергии. Недавно Великобритания подписала соглашение о сотрудничестве в области гражданской атомной энергетики с Чехией, продолжая партнерство Rolls-Royce SMR с чешской компанией CEZ. Помимо строительства станции в Уилфе, правительство поручило GBE-N определить потенциальные площадки для крупномасштабного будущего проекта, аналогичного Sizewell C, который мог бы обеспечивать электроэнергией до 6 миллионов домов. Ожидается, что отчет о наиболее подходящих площадках будет представлен к осени 2026 года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025