Получение водорода и кислорода из воды

21.11.2024

Производство водорода из воды с использованием солнечной энергии - одна из ключевых задач современной науки, направленная на создание устойчивых и экологически чистых источников энергии. Японские ученые сделали значительный шаг в этом направлении, разработав гидрогель, способный эффективно расщеплять воду на водород и кислород под действием солнечного света. Эта разработка стала возможной благодаря совместной работе исследователей из Токийского университета и Передового научно-технического института Японии.

Основу нового гидрогеля составляют структурированные полимерные сети, которые создают уникальную среду для проведения химических реакций. Гидрогель содержит активные молекулы, включая комплексы рутения и наночастицы платины, которые имитируют процессы, происходящие при естественном фотосинтезе растений. Такие молекулы поглощают солнечную энергию, инициируя химическую реакцию, в результате которой вода расщепляется на водород и кислород.

Одна из главных проблем в искусственных фотосинтетических системах - агрегация функциональных частиц, которая снижает их эффективность. Команда под руководством Хагивары Рейны успешно решила эту задачу, организовав молекулы в гидрогеле таким образом, чтобы обеспечить свободное движение электронов. Применение полимерных сетей позволило улучшить энергообмен и значительно повысить производительность процесса.

Созданный гидрогель демонстрирует значительно более высокую активность расщепления воды по сравнению с предыдущими разработками. Это стало возможным благодаря оптимизированному расположению активных молекул в структурированной среде гидрогеля. По словам исследователей, такая конструкция сделала процесс преобразования солнечной энергии в водород более эффективным и устойчивым.

Разработка гидрогеля открывает перспективы для экологически чистого производства водорода - важного компонента будущей энергетики. Однако для успешной коммерциализации технологии остаются нерешенные задачи. В первую очередь, необходимо создать методы для массового изготовления гидрогеля, сохранив его эффективность. Кроме того, исследователи работают над увеличением срока службы гидрогеля, чтобы он мог выдерживать интенсивную эксплуатацию в реальных условиях.

Следующим этапом станет доработка материала, чтобы повысить его стабильность при длительном использовании и разработать системы, способные функционировать в промышленных масштабах. Также ученые планируют интеграцию гидрогеля с солнечными батареями и другими технологиями для создания полностью автономных установок по производству водорода.

Разработка японских ученых - это не просто шаг вперед в технологии искусственного фотосинтеза, но и значимый вклад в создание экологически чистых источников энергии. Гидрогель с его способностью эффективно расщеплять воду с использованием солнечного света обещает стать важным элементом в переходе к устойчивой энергетике будущего. Успешное масштабирование и внедрение этой технологии могут открыть новую эру в производстве водорода как доступного и безопасного топлива.

<< Назад: Желание мяса после пива вызвается гормонами 21.11.2024

>> Вперед: Лабораторная свинина с антиоксидантами 20.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрные антенные переключатели для мобильных телефонов 11.03.2003 Фирма EPCOS выпустила самые миниатюрные в мире антенные переключатели для мобильных телефонов. Микросхема В7630 имеет размеры всего 3,8x3,8 мм, высоту 1,3 мм и экономит до 40% места, занимаемого переключателями других фирм. Производители мобильных телефонов могут благодаря этому улучшить характеристики телефонов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026