Система искусственного фотосинтеза

28.03.2020

Фотосинтез - это химическая реакция, вызванная солнечным светом, которую зеленые растения и водоросли используют для превращения углекислого газа (CO2) в клеточное топливо. Ученые по всему миру стремятся использовать ее для создания видов топлива, которые могут питать наши дома и транспортные средства. Команде Хайнца Фрея (Heinz Frei) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли удалось создать технологию, которая очень близка к решению этой задачи.

Новая система искусственного фотосинтеза включает в себя "солнечную топливную плитку", которая содержит миллиарды наноразмерных трубок, зажатых между крышками из тонкого, слегка гибкого силиката, с отверстиями для трубок, пронизывающими эти крышки. Каждая крошечная (около 0,5 микрометра в ширину) полая трубка внутри плитки состоит из трех слоев: внутреннего слоя из оксида кобальта, среднего слоя из диоксида кремния и внешнего слоя из диоксида титана. Во внутреннем слое трубки энергия солнечного света, доставляемая оксиду кобальта, расщепляет молекулы воды (в форме влажного воздуха, который проходит через внутреннюю часть каждой трубки), образуя свободные протоны и кислород. Протоны легко протекают через наружный слой и объединяются с диоксидом углерода, в результате чего образуется топливо - монооксид углерода.

Топливо собирается в пространстве между трубками и его можно легко слить в отдельную емкость. При этом средний слой стенки трубы удерживает кислород, образующийся в результате окисления воды во внутренней части трубы, и блокирует проникновение двуокиси углерода и образующихся молекул топлива снаружи внутрь, тем самым разделяя две очень несовместимые зоны химической реакции.

Дизайн системы имитирует реальные живые фотосинтетические клетки, которые разделяют реакции окисления и восстановления с органическими мембранными компартментами внутри хлоропласта.

В настоящее время с помощью новой системы ученые получают топливо в виде монооксида углерода и работают над получением метанола.

<< Назад: Суперконденсатор, растягивающийся в восемь раз 28.03.2020

>> Вперед: Растения для очистки воздуха на космических станциях 27.03.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Присоска из капли воды 22.11.2005 Американский химик придумал, как сделать присоску из капли воды. "Однажды я услыхал от коллеги-энтомолога, что пальмовый долгоносик, спасаясь от врага, выделяет 120 тысяч микронных капелек маслянистого агента, которые столь прочно соединяются силами поверхностного натяжения с листом, что никто не может оторвать от него жука. Это известие меня настолько поразило, что я решал создать нечто подобное в лаборатории. И план вполне удался", - говорит профессор Корнеллского университета Пауль Стин. Созданное им устройство состоит из пористой пластинки, электродов и батарейки в 5 В. На пластинку наносят миллиметровую каплю воды, включают электрический ток, и растворенные в воде ионы втягивают каплю в каналы пор. В результате с другой стороны получаются микронные капельки. Они-то и прилепляют пластинку к любой поверхности. Если же электрический ток пойдет в другую сторону, то за секунду капельки втянутся и пластинка отлепится. "Наше устройство вполне поддается масштабированию, и с его помощью можно создавать манипуляторы для захвата микронных, а то и наноразмерных деталек", - считает профессор Стин.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026