Искусственный лист на основе вольфрама

13.10.2016

Дешевый катализатор поможет создавать углеводороды из солнечного света и воздуха без помощи растений.

Один из способов борьбы с парниковым углекислым газом - превратить его в углеводород, то есть в топливо. Сделать это может устройство, называемое искусственным листом (по аналогии с обычным зеленым листом, который превращает СО2 в углеводы с помощью фотосинтеза). Такое устройство сделали химики Иллинойсского университета под руководством Амина Салехи-Ходжина при финансовой поддержке Минэнерго и Национального научного фонда США.

Как и в природном фотосинтезе, источником энергии служит солнечный свет. Эту энергию с помощью катализатора используют для восстановления углерода, и получается синтез-газ: смесь водорода и угарного газа. Его можно либо сжигать, либо отправлять в производство углеводородов. До сих пор эффективность таких листьев оставляла желать лучшего, к тому же их катализаторы из благородных металлов.

Салехи-Ходжин решил использовать нанолистки диселенида вольфрама. Это вещество прекрасно восстанавливает углекислый газ, но быстро отравляется продуктами восстановления. Защиту удалось найти - ею послужила ионная жидкость, этил-метил-имидазол тетрафлуороборат, смешанный с водой в пропорции 1:1. Ячейку с жидкостью и катализатором приделали к катоду кремниевой солнечной батареи, к аноду - ячейку с электролитом из оксида кобальта в фосфате калия. Под действием солнечного света, который улавливает кремниевая батарея, на аноде формируются кислород и ион водорода, последний поступает в катодную ячейку, восстанавливает углерод, и в ней выделяются пузырьки водорода и угарного газа.

Такой искусственный лист в тысячу раз производительнее и в двадцать раз дешевле, чем сделанный с катализатором из благородных металлов. Впрочем, до конкурентоспособной цены топлива, получаемого таким листом, еще очень далеко - очевидно, поэтому исследователи планируют предложить свой способ марсианским колонистам, у которых не будет никакого альтернативного источника углеводородов.

<< Назад: В Солнечной системе открыли новую планету 14.10.2016

>> Вперед: Чем теплее становится в городах, тем меньше диоксида углерода поглощают деревья 12.10.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Генерация электроэнергии от вращения Земли 25.03.2025 Современные ученые ищут новые способы получения возобновляемой энергии, используя естественные процессы, происходящие на нашей планете. Ветер, солнце, вода и тепло земных недр уже активно применяются для генерации электричества. Однако недавний эксперимент американских исследователей подтвердил возможность извлекать энергию даже из вращения Земли, взаимодействующего с ее магнитным полем. Этот метод, хотя пока дает лишь минимальное напряжение, может открыть путь к новому направлению в возобновляемой энергетике. Еще в 2016 году астрофизик Принстонского университета Кристофер Чайба и планетолог Лаборатории реактивного движения (JPL) Кевин Хенд предположили, что вращение планеты может генерировать электричество. Однако их же собственные расчеты показали, что это невозможно: электроны, движущиеся под действием магнитного поля Земли, быстро перераспределяются, устраняя разность потенциалов. Спустя годы Чайба совместно с ученым компании Spectral Sensor Solutions Томасом Чайбой решил проверить, действительно ли их теория ошибочна, если создать эксперимент с точно заданными параметрами. В качестве экспериментальной установки использовался полый цилиндр длиной 29,9 см, изготовленный из феррита марганца-цинка. Этот материал обладает способностью к магнитной диффузии, ослабляя жесткие границы магнитных полей. Для исключения посторонних электромагнитных помех цилиндр разместили в затемненной лаборатории, где отсутствовал доступ солнечного света. Он был установлен таким образом, чтобы его ось находилась под углом к линии магнитного поля Земли и перпендикулярно ее оси вращения. Результаты эксперимента показали, что в таком положении цилиндр действительно генерировал постоянное напряжение, хотя и крайне низкое - всего 18 микровольт. Однако даже этот слабый сигнал исчезал при изменении угла наклона или перемещении устройства, что подтвердило его связь с вращением планеты. Ученые провели дополнительную проверку, разместив экспериментальную установку в обычном жилом доме, и получили аналогичные результаты. Еще в начале XX века американский физик Самуэль Барнетт изучал взаимодействие магнитных полей и подвижных объектов. Его работы стали важным этапом в исследовании электромагнитных явлений, связанных с вращением Земли. Хотя современные ученые ранее полагали, что неподвижный проводник относительно поверхности планеты не может вырабатывать энергию от ее магнитного поля, эксперимент Чайбы и его коллег показывает, что при определенных условиях этот эффект все же возможен. Хотя полученное напряжение остается очень малым, открытие может привести к разработке новых способов генерации электричества. В сочетании с традиционными возобновляемыми источниками энергии подобные методы помогут сделать энергетику еще более устойчивой. Дальнейшие исследования, направленные на повышение эффективности данного процесса, могут открыть перспективы практического применения энергии вращения Земли в будущем.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025