Вчені створили фотоелектрохімічні генератори енергії

Об'едінів біо-та нанотехнології, вченим вдалося створити пристрій, яке генерує електрику з сонячних промені в два рази ефективніше своїх сучасних аналогів.
Счітается, що найбільш перспективним з сучасних напрямків енергетики є розкладання молекул води в процесі фотоелектроліза, в результаті чого видобувається паливний водень. Основною трудністю, з якою зіткнулися винахідники спочатку, була низька ефективність фотоелектрохімічних осередків, в яких, власне сонячне світло перетворювалася на струм, а той у свою чергу розщеплював воду. Швейцарські вчені запропонували задіяти в цій технології натуральний пігмент водоростей, який би імітував механізм фотосинтезу.
В енергетиці фотосинтез поряд з термоядерним синтезом вважаються найбільш перспективними напрямками. Вчені вже давно намагаються добути енергію, імітуючи природні механізми. Так, виробляючи енергію з простих компонентів вуглекислого газу і води, можна налагодити екологічно абсолютно чисте виробництво.
В якості одного з підходів у створенні такого виробництва є використання фотоелектрохімічних осередків. Електроди для них виготовляють з полупроводящіх металевих оксидів, які забезпечують осередкам необхідні фотокаталітичні властивості. Спільно працюють американські і швейцарські вчені запропонували використовувати в даному напрямку нано-біо-фотоелектрохімічні електроди. Вони складаються з наночастинок оксиду заліза, які в свою чергу пов'язані з білком, здобутим з ціанобактерій. У ході досліджень вчені з'ясували, що така система підвищить ефективність осередків майже в два рази.
Трехвалентний оксид заліза у формі гематиту є досить ефективним компонентом, так як цей матеріал здатний поглинати сонячні промені у видимому діапазоні хвиль. До цього використовували четирехвалентний оксид титану з вужчим «радіусом дії». Оксид тітана міг поглощать тільки ультрафіолетові промені, але при цьому коштував він дорожче оксиду заліза.
Вторим компонентом складних електродів став білок фікоціанін. У ціанобактерій він грає важливу роль фотоулавлівающего пігмента в процесі фотосінтеза. Важливість його ролі підкреслює те, що часом фікоацін досягає 60% від усіх білків клітини ціанобактерій. Молекули цього білка, пов'язані з наночастинками гематиту, дуже ефективно поглинають фотони видимого випромінювання, а електрика генерується в ході цього процесу виявляється в два рази потужніший, ніж при використанні звичайних електродів на оксиді заліза.
К того ж фікоацін відрізняється дивовижною стійкістю в агресивних умовах, зберігаючи структуру і функціональність навіть у лужному среде.
С этим материалом еще читают:
Растения могут общаться между собой

Ученые открыли секрет вкуса водки

Нано-трансформер создан учеными на основе ДНК

Еще из категории технологии:
- Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
- Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
- ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
- Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
- Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
- Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
- Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
- Пластиковый лед
Последние комментарии
Рассылка топовых новостей
Читательский топ
- Захороненные формы рельефа раскрывают древнее ледниковое прошлое Северного моря
- Гималаи разрушили 30% континентальной коры в зоне столкновения
- Одинокий дельфин развил уникальный язык
- Как химические реакции истощают питательные вещества в растительных напитках
- Ватикан разрешил геям становиться священниками с определенными ограничениями
- Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
- Связь между микробиомом кишечника, воспалением и депрессией
Комментариев нет. Будьте первым!