592
Гідроген нанодеревини
Прорив дослідників в Університеті Каліфорнійської Сан-Дієго Школа машинобудування може запропонувати екологічно чистий і дуже вигідний спосіб отримання водню-паливо безкоштовно з вуглецевої стежки - за допомогою нових деревоподібних наноструктур. Вертикальна структура дерева, що дуплексувала «недерева», використовується для максимального захоплення сонячної енергії, з подальшим випуском водню.
«З цим типом структури, виходячи з наших обчислень, грунт хімічних реакцій покращується не менше 400 000 разів», - сказав доктор Ке Сан, голова дослідження. У звіті про дослідження опубліковано в журналі Nanoscale, вчені кажуть, що вони побудували риштування крихітних нанодерев, які дозволяють значно ефективніше захоплення сонячної енергії, збурюючи спосіб реальних дерев використовують поглинання енергії.
Очевидно, що команда надихнула розробки, пов’язані з штучним фотосинтезом. Процес фотосинтезу полягає в тому, що рослини поглинають сонячні промені, одночасно збираючи вуглекислий газ і воду з атмосфери і додатково створюють вуглеводи для живлення і росту. Команда Ван також сподівається на використання механізму природного фотосинтезу для захоплення вуглекислого оксиду з атмосфери та зменшення парникових газів в середовищі.
Багато досліджень в водне паливо зосереджено на заміні сучасних технологій викопного палива з аналогічними, але з використанням чистого джерела енергії, які не мають парникового газу. Розробка команди Вана, так званої «3D-branched Nanomassives», використовує фотоелектрохімічне розщеплення води на основі сонячного світла для виробництва водню.
Ідея такого сонячного електролізу далеко від нових, але основною проблемою попередніх років стала висока ціна каталізаторів, необхідних для проведення таких хімічних реакцій. Вчені вже розробили деякі альтернативи в цій області, починаючи від ідеї виробництва водню в сонячних колекторах до потенційного використання дешевих нікель і кобальтових каталізаторів.
Але прорив Вана в декількох нововведень. По-перше, технологія забезпечує використання рясного сонячного світла, а каталізатори для хімічних реакцій є дешевими, але перспективними оксидом кремнію і цинку. По-друге, прорив також передбачає нанорозмірні структурні зміни в механізмі поглинання сонячних променів, описані вище. Цей фактор є запорукою підвищення ефективності процесу, оскільки нанодеревами, розроблені науковцями, ідеально підходять для захоплення максимальної кількості сонячних променів.
Секрет, Ван сказав, що деревоподібні конструкції насправді поглинають сонячне світло, а плоскі поверхні просто відображають його. Він також додав, що наноструктури розвивалися нагадують ретинальні клітини в очах людини. Здавалося б, бути логічним рішенням, тому що потрібно лише подивитися на фото Землі з космосу: найяскравіші місця є плоскими поверхнями – океанами і пустелі, які відображають найлегші, при цьому території висаджують ліси темніше.
За даними дослідників, вертикальна тривимірна наноструктура дозволяє збільшити врожайність водню. Є аналогія з окропом: в великій сковороді з окропом, бульбашка повинна стати дуже великим, щоб вийти на плоску поверхню. У разі наноструктур, розмір бульбашок може бути мінімальним, тому водень видобувається набагато швидше. Крім того, площа поверхні для вилучення водню збільшується на 400 000 разів.
Джерело: /users/104
«З цим типом структури, виходячи з наших обчислень, грунт хімічних реакцій покращується не менше 400 000 разів», - сказав доктор Ке Сан, голова дослідження. У звіті про дослідження опубліковано в журналі Nanoscale, вчені кажуть, що вони побудували риштування крихітних нанодерев, які дозволяють значно ефективніше захоплення сонячної енергії, збурюючи спосіб реальних дерев використовують поглинання енергії.
Очевидно, що команда надихнула розробки, пов’язані з штучним фотосинтезом. Процес фотосинтезу полягає в тому, що рослини поглинають сонячні промені, одночасно збираючи вуглекислий газ і воду з атмосфери і додатково створюють вуглеводи для живлення і росту. Команда Ван також сподівається на використання механізму природного фотосинтезу для захоплення вуглекислого оксиду з атмосфери та зменшення парникових газів в середовищі.
Багато досліджень в водне паливо зосереджено на заміні сучасних технологій викопного палива з аналогічними, але з використанням чистого джерела енергії, які не мають парникового газу. Розробка команди Вана, так званої «3D-branched Nanomassives», використовує фотоелектрохімічне розщеплення води на основі сонячного світла для виробництва водню.
Ідея такого сонячного електролізу далеко від нових, але основною проблемою попередніх років стала висока ціна каталізаторів, необхідних для проведення таких хімічних реакцій. Вчені вже розробили деякі альтернативи в цій області, починаючи від ідеї виробництва водню в сонячних колекторах до потенційного використання дешевих нікель і кобальтових каталізаторів.
Але прорив Вана в декількох нововведень. По-перше, технологія забезпечує використання рясного сонячного світла, а каталізатори для хімічних реакцій є дешевими, але перспективними оксидом кремнію і цинку. По-друге, прорив також передбачає нанорозмірні структурні зміни в механізмі поглинання сонячних променів, описані вище. Цей фактор є запорукою підвищення ефективності процесу, оскільки нанодеревами, розроблені науковцями, ідеально підходять для захоплення максимальної кількості сонячних променів.
Секрет, Ван сказав, що деревоподібні конструкції насправді поглинають сонячне світло, а плоскі поверхні просто відображають його. Він також додав, що наноструктури розвивалися нагадують ретинальні клітини в очах людини. Здавалося б, бути логічним рішенням, тому що потрібно лише подивитися на фото Землі з космосу: найяскравіші місця є плоскими поверхнями – океанами і пустелі, які відображають найлегші, при цьому території висаджують ліси темніше.
За даними дослідників, вертикальна тривимірна наноструктура дозволяє збільшити врожайність водню. Є аналогія з окропом: в великій сковороді з окропом, бульбашка повинна стати дуже великим, щоб вийти на плоску поверхню. У разі наноструктур, розмір бульбашок може бути мінімальним, тому водень видобувається набагато швидше. Крім того, площа поверхні для вилучення водню збільшується на 400 000 разів.
Джерело: /users/104
