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

 

Год Овцы
Год Овцы

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

Золото России на Международной Химической Олимпиаде
30 июля в Париже завершилась 51-я Международная химическая олимпиада. Она была рекордной по числу участников - 309 школьников из более, чем 80 стран. Олимпиада прошла под девизом "Двигаем науку вместе" ("Make the science together"). Сборная России на олимпиаде завоевала 4 золотые медали и в медальном зачете поделила 1-2 место с командой Кореи. Победителями стали Михаил Матвеев (Вологда) и три москвича - Даниил Бардонов, Алексей Шишкин и Никита Чернов.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.