Предложена система искусственного фотосинтеза — преобразования солнечного света в энергию, достаточную для расщепления воды на кислород и водород. Об этом пишет Physicsworld.com.
Классический фотосинтез предполагает превращение солнечного света в энергию химических связей в растениях. Искусственный фотосинтез пока что подразумевает первую стадию этого процесса, разложение воды на кислород и водород, последний может быть использован в водородных двигателях для генерирования экологически чистой энергии. В недавнем номере Science описано, как это можно сделать, располагая лишь квантовыми точками — наноразмерными частицами селенида кадмия (CdSe), солью никеля в качестве катализатора и аскорбиновой кислотой (витамином С). Группа ученых из Университета Рочестера (University of Rochester) создала из этих компонентов систему, которая работала как фотосинтетический генератор в воде на протяжении нескольких недель. Эффективность конверсии солнечного света в энергию в данном случае составляла 36%. Когда раствор представлял собой смесь воды со спиртом (этанолом), она возрастала до 66%. Такой результат прежде не был описан. Единственным ограничением является то, что витамин С — донор электронов — иссякает и требуется регулярное его добавление в каждом цикле образования водорода.
Квантовые точки селенида кадмия поглощают два фотона света и благодаря этому передают два электрона на никелевый катализатор. Оставшиеся два протона объединяются и образуют молекулу водорода, пояснил изданию Рhysicsworld.com один из авторов Тодд Краусс (Todd Krauss). “То, что мы сделали, отличается от предыдущих исследований, в которых катализатор был связан с квантовой точкой. Кроме того, в других системах с растворами водород образовывался только на несколько часов, самое большее, на день, из-за деградации хромофора, то есть поглощающей свет группы атомов. Таким образом, наша долгоживущая система довольно необычна”, — заключает ученый. Авторы новой искусственной фотосинтетической системы отмечают также, что изучаемые ими пары катализатор-нанокристалл оказались более стабильны на свету, чем описанные ранее другими исследователями подобные наносистемы, однако причина этого в настоящее время неясна. По мнению рочестерских изобретателей, их фотосинтетическая система производства водорода может найти применение не только в “зеленой энергетике”, но и в промышленности, например, в производстве аммиака в процессе, предложенном лауреатом Нобелевской премии 1918 года Фрицем Габером (Fritz Haber), где аммиак образуется из водорода и атмосферного азота.
Нет комментариев