Водород из золота и ржавчины

23.05.2013

Инженеры из Duke University разработали новый способ получения чистого водорода, который может помочь решить проблему неэкологичного ископаемого топлива. Водорода в окружающей среде очень много, но производить и транспортировать молекулярный водород в промышленных масштабах до сих пор остается делом дорогостоящим и сложным. Более того, при современных технологиях производства водорода побочным продуктом зачастую является угарный газ, который токсичен для людей и животных.

Ученым впервые удалось создать каталитический процесс риформинга нефтепродуктов, который сводит образование вредного СО практически до нуля. Новый процесс производит водород при значительно более низких температурах, а побочными продуктами процесса являются углекислый газ и вода. Надо отметить, что несмотря на выбросы СО2 при производстве водорода, загрязнение атмосферы данным парниковым газом даже уменьшится, поскольку водород сгорает чисто, с образованием воды.

Новый процесс производства водорода основан на использовании наночастиц-катализаторов из золота и оксида железа (ржавчины). В этом и заключается ноу-хау, ведь до сих пор золото применялось в качестве единственного катализатора, в то время как инженеры из Университета Дьюка использовали оксид железа в качестве усилителя каталитической реакции.

Благодаря новому катализатору при производстве водорода выделяется ничтожное количество угарного газа: менее 0,002% или 20 частей на миллион. Это не только уменьшает загрязнение атмосферы, но и позволяет производить чистый водород, пригодный для применения в топливных ячейках. Более того, новый катализатор проработал более 200 часов без каких-либо признаков снижения эффективности или роста выбросов CO.

Пока точный механизм работы катализатора неизвестен - до сих пор считалось, что оксид железа служит лишь поддерживающей структурой для золота. Однако оказалось, что он способен оказывать непосредственное влияние на реакцию риформинга нефтепродуктов. Ученые полагают, что это связано с размером наночастиц золота и планируют продолжить эксперименты в этом направлении. Остается надеяться, что им наконец удастся найти достаточно эффективную и безопасную методику промышленного производства водородного топлива.

<< Назад: Искусственный глаз размером с мушиный 23.05.2013

>> Вперед: Музыкальный сервер на процессоре ARM 22.05.2013

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 Исследование вулканов изнутри 19.10.2024 Вулканические извержения - это одно из самых опасных природных явлений, которые могут нанести значительный ущерб как экосистемам, так и человеческим поселениям. Для того чтобы лучше понимать процессы, происходящие внутри вулканов и предсказывать их извержения, ученым необходимо заглянуть в глубины этих "природных пороховых бочек". Команда исследователей из Французского национального центра научных исследований (CNRS) разработала новый интеллектуальный метод визуализации, который позволяет это сделать с беспрецедентной детализацией. Этот метод основан на улучшенной версии так называемой матричной визуализации, которая использует сейсмические волны для создания изображения внутренней структуры вулкана. Несмотря на то, что технологии сейсмического картирования применялись и раньше, новый подход позволяет ученым преодолевать такие сложности, как нехватка датчиков для точного измерения сейсмических колебаний, искажения сигналов и сложности их интерпретации. Вдохновение для разработки этого метода исследователи нашли в медицинских технологиях визуализации, таких как МРТ, а также в оптических микроскопах. Это позволило адаптировать существующие идеи для задач вулканологии, делая интерпретацию сейсмических волн проще и точнее. Основная задача при изучении вулканов - это понимание процессов, происходящих в магматических хранилищах под землей, и прогнозирование возможных извержений. Новая методика значительно упрощает эту задачу. Принцип работы метода заключается в анализе сейсмических волн, которые распространяются через различные слои земной коры и отражаются от разных геологических структур. Эти колебания помогают исследователям "прочитать" состав и структуру подземных пород. Однако традиционные методы сталкивались с искажениями сигналов, что затрудняло точное картирование. Новый подход использует волновые корреляции, устойчивые к таким искажениям, а также эффект памяти для обратного восстановления исходных сигналов. Это позволило ученым создать более четкую картину внутренней структуры вулканов. Исследовательская группа испытала новый метод на вулкане Ла-Суфриер в Гваделупе, одном из активных вулканов Карибского региона. Этот вулкан был выбран не случайно: вокруг него установлена довольно плотная сеть геофонов - приборов, фиксирующих сейсмические волны. Эти данные стали основой для картирования структуры вулкана. Инновационный подход позволил объединить информацию, полученную от нескольких датчиков, для создания единого детализированного изображения, что было невозможно с использованием отдельных геофонов. Главное преимущество метода заключается в том, что он не требует установки дополнительных приборов. Матричная визуализация использует уже существующие сети датчиков, что делает метод экономически выгодным и доступным для применения в других регионах. Благодаря этому, ученые смогли заглянуть на глубину до 10 километров с разрешением до 100 метров - это значительно превосходит возможности предыдущих методов. Результаты исследования показали сложную структуру магматических хранилищ под Ла-Суфриером, а также связи между различными слоями геологических структур. Эти данные помогают лучше понять, как магма хранится и движется под землей, что является важным шагом к более точному прогнозированию извержений. По мере совершенствования метода можно будет не только предсказывать вулканическую активность, но и оценивать возможные риски для окружающих территорий. Новый метод визуализации глубинных структур вулканов открывает широкие перспективы для исследования вулканической активности и повышения точности прогнозирования. Это важный шаг к созданию более безопасных условий для людей, живущих вблизи активных вулканов, и к пониманию фундаментальных процессов, происходящих в недрах Земли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025