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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Лучшие решения принимаются на голодный желудок 17.11.2014 Казалось бы, делать трудный выбор лучше сытому, однако новое исследование показывает, что это вовсе не так. Ученые из Утрехтского университета (Нидерланды) обнаружили, что голодный и потому более эмоциональный человек, вопреки стереотипу о "холодной голове", принимает более взвешенные решения. Они провели ряд экспериментов на добровольцах, часть которых голодала в течение 10 часов до участия в испытании, а другие накануне плотно покушали. Результаты показали, что голодные участники при принятии сложных решений действовали более благоразумно, чем большинство сытых. Интересно, что это первое исследование с подобными выводами - все предыдущие подобные работы свидетельствовали, что голод компрометирует сложный процесс принятия решений, отвлекая мозг от работы. Ученые продолжат эксперименты несколькими дополнительными исследованиями, прежде чем можно будет сделать окончательный и однозначный вывод.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025