Искусственный лист вырабатывающий энергию с помощью фотосинтеза

Ученые заявили о большом достижении в деле развития возобновляемых источников энергии - создании первого практичного искусственного листа. В своей речи на 241 общенациональном собрании американского химического сообщества, они описали продвинутую солнечную панель размером с игральную карту. Это устройство повторяет процесс под названием фотосинтез, который используется зелеными растениями, чтобы превратить солнечный свет и воду в энергию.

"Практичный искусственный лист был одной из крупных целей научного сообщества на протяжении десятилетий", - сказал Дэниел Носейра, доктор философии, возглавлявший команду. "Мы верим, что нам это удалось. Искусственный лист обещает стать недорогим источником электричества для небогатых домохозяйств в развивающихся странах. Наша цель - дать каждому дому по своей электростанции", - сказал он. "Можете представить себе, как в скором времени деревни в Индии и Африке смогут позволить себе купить недорогую энергетическую систему на основе этой технологии".

Напоминая очертаниями игральную карту, только тоньше, устройство состоит из кремния, электронной начинки и катализаторов, ускоряющие химические реакции, которые в отсутствии него вовсе не произошли бы или скорость реакции была бы очень низкой. Помещенное в 4 литра воды, в солнечный день это устройство способно создать достаточно электричества для нужд дома в развивающейся стране в течении дня. Оно делает это, разделяя воду на два компонента, водород и кислород.

Водород и кислород будут храниться в топливном баке, который использует эти два элемента для создания электричества. Прибор размещается на крыше дома или около него.

Носейра, который работает в Массачусетском технологическом институте, заметил, что "искусственный лист" это не новая концепция. Первый искусственный лист был разработан более чем десятилетие назад Джоном Тюрнером из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США в Боулдере, Колорадо. Хотя он обладал высоким КПД фотосинтеза, но лист Тюрнера был не практичным для широкого внедрения, так как состоял из редких и дорогих металлов, а также был крайне нестабилен - его срок годности едва достигал одного дня.

Новое устройство Носейры преодолело эти проблемы. Оно состоит из недорогих материалов, которые широко доступны, неприхотлив в эксплуатации и очень стабилен. В ходе лабораторных исследований, он продемонстрировал, что прототип искусственного листа может непрерывно функционировать в течении 45 часов не снижая активности.

Это открытие стало возможным благодаря появлению нескольких новых мощных и недорогих катализаторов, состоящих из никеля и кобальта, которые эффективно разделяют воду на два элемента, водород и кислород. В данный момент лист Носейры в десять раз эффективней настоящего в проведении фотосинтеза. Но он уверен, что в будущем сможет намного увеличить КПД своего листа.

Оригинал (на англ. языке): Physorg

• 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