Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис 1: Линейное накопление кислорода (и водорода) со временем при равномерном освещении.
Рис 2: Вольтамперная характеристика самого солнечного элемента в отсутствие пленки катализатора (черным) и при ее наличии (красным)
Рис 3: Зависимость плотности тока через катод от перенапряжения на нем при использовании обычного никелевого катализатора (черным) и специально разработанного данной группой, выполненного из сплава никель-цинк-молибден (красным)

Конвертируем свет прямо в топливо

Ключевые слова:  водородная энергетика, катализаторы, солнечный элемент

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

12 октября 2011

В наше время значительное внимание уделяется совершенствованию различных вариантов солнечных батарей. Но во всех рассматриваемых вариантах возможна конвертация энергии света только в электрическую. А ее, как известно, сложно запасать с высокой плотностью.

То ли дело растения, продуктом работы которых является биомасса, более или менее пригодная для изготовления топлива. Группа ученых под руководством Даниэля Носеры (Daniel Nocera) из Массачусетского технологического университета взялась за создание устройства, конвертирующего свет непосредственно в топливо. Причем устройство полностью искусственное, абиогенное.

Основная идея проста – соединить солнечную батарею с электролизером, поместить в воду и собирать продукты. При этом солнечный элемент изготавливается небольшого размера, чтобы его было легче поместить в емкость с водой. Как известно, солнечный элемент обычно содержит p-n-переход, и при освещении p-область заряжается положительно (выделяется кислород), а n-область – отрицательно (выделяется водород).

Сама солнечная батарея выполнена весьма традиционным путем, из допированного (для создания нужных типов проводимости) кремния, а на анод и катод нанесены катализаторы на основе кобальта и никель-цинк-молибденового сплава, соответственно. Они были разработаны в том же коллективе тремя годами ранее.

В данной технологии пока огромное число нерешенных проблем. Во-первых, не отработана система разделения образующихся газов. Во-вторых, КПД устройства пока варьируется от 2,5% (в случае непосредственного закрепления катализатора на поверхности кремния) до 4,7% (в случае соединения их проводами), в это время КПД коммерческих солнечных батарей превосходит 10%. И, наконец, в третьих, на сегодняшний день удобное и компактное хранение водорода до сих пор представляет нерешенную проблему, и это все при том, что водород - куда менее удобная и универсальная форма энергии, чем электричество.

Но изобретатели полны оптимизма, и в их ближайшие планы входит замена кремния на иной полупроводник. Посмотрим, вдруг что-нибудь получится. {Прим. ред. автомобили - игрушки с таким гибридным заряжателем и разделенем водорода и кислорода уже пару лет продаются в Москве за смешную цену :-(}

Get the Flash Player to see this player.


Процесс работы
скачать встроить

Источник: Science



Комментарии
Немного не понял примечание редактора, то есть настоящая работа Даниэля Носера не актуальна?
Трусов Л. А., 17 октября 2011 17:26 
очевидно, вся суть сокрыта в деталях.
Палии Наталия Алексеевна, 19 октября 2011 16:39 
подобные работы ведутся и в других университетах

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Околесица.  Нановелосипедик.
Околесица. Нановелосипедик.

Учёные МГУ предложили новый способ создания перовскитных солнечных элементов
Ученые факультета наук о материалах МГУ предложили новый способ создания перовскитных солнечных элементов. Результаты были опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces в статье "From metallic lead films to perovskite solar cells through lead conversion with polyhalides solutions".

Опубликован механизм знаменитой реакции Зелинского. Получение бензола из ацетилена с помощью автокаталитического каскада на углеродных наночастицах
Российские исследователи показали, что карбеновые центры на зигзагообразных краях графеновых структур могут представлять собой альтернативную платформу для создания эффективных каталитических систем. В частности впервые был представлен механизм реакции Зелинского: тримеризации ацетилена с образованием такого важного продукта как бензол.

Подводятся итоги творческого конкурса «ЮниКвант»
На конкурс «ЮниКвант» для участия в профильной смене по био- и нанотехнологиям в ВДЦ «Океан» поступило более 100 заявок.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Дышать свободно: как воздухоочистители борются с вирусами
Ростех
В перечне помощников в борьбе с вирусом COVID-2019 – также воздухоочистители. Речь идет о системах очистки воздуха, которые работают на основе фотокатализа. Их фильтры способны справиться с 99% бактерий и вирусов, в том числе могут стать действенным способом борьбы со злополучным COVID-2019.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.