Ученые в США создали нанокатализатор, способный расщеплять воду с рекордно высоким КПД

Физики из США разработали нанокатализатор на базе соединений хрома, родия, кобальта, индия и галлия, который способен использовать около 9% от общей энергии солнечного света для расщепления молекул воды и производства кислорода и водорода. Он на порядок превосходит в этом отношении уже существующие фотокатализаторы, сообщила в среду пресс-служба университета штата Мичиган.

Ученые в США создали нанокатализатор, способный расщеплять воду с рекордно высоким КПД

"Нам удалось создать полупроводниковую каталитическую структуру, которая способна переносить очень высокие световые нагрузки, а также при этом уменьшить ее размеры примерно в 100 раз по сравнению с ее аналогами, которые могут выдерживать лишь слабо концентрированный свет. Наше открытие открывает дорогу для производства очень дешевого водорода", - заявил научный сотрудник университета штата Мичиган в Энн-Арборе (США) Чжоу Пэн, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

За последние два десятилетия физики разработали большое число катализаторов или установок по расщеплению воды, способных расщеплять молекулы влаги на кислород и водород при помощи света или электричества. Пока такие системы далеки от практического использования, чему мешает как высокая себестоимость производства водорода и кислорода, так и низкая долговечность их компонентов.

Как отмечают Чжоу Пэн и его коллеги, высокая себестоимость водорода и кислорода связана как с низкой долговечностью катализаторов, так и с низким уровнем их КПД, не превышающим 1%. Это означает, что такие соединения используют лишь 1% от общей энергии солнечного света для расщепления молекул воды. Этот показатель заметно ниже КПД фотосинтеза в листьях растений и в клетках цианобактерий.

Американским физикам удалось решить эту проблему при помощи созданного ими полупроводникового нанокатализатора, способного выдерживать воздействие света, чья яркость примерно в 160 раз превышает нормальное значение для солнечного света. Он представляет собой особо структурированный материал, состоящий из многослойной подложки из кремния, на поверхность которой нанесены микроскопические частицы из соединения азота с индием и галлием.

Эти частицы, в свою очередь, покрыты наносферами из оксидов хрома, родия и кобальта. Как объясняют ученые, размеры и другие физические свойства этих наносфер были подобраны таким образом, что эти структуры одновременно повышали химическую активность частиц из индия, галлия и азота при взаимодействиях с молекулами воды, а также защищали их от разложения при действии "концентрированного" солнечного света.

Последующие опыты показали, что эти структуры производили водород и кислород с рекордно высоким КПД, превышавшим 9,2% в том случае, если вода была нагрета до температуры в 70-75 градусов Цельсия. Как отмечают физики, этого достаточно легко добиться на практике, так как воду можно прогреть при помощи солнечного инфракрасного излучения, попадающего в систему расщепления воды вместе со светом.

По словам Чжоу Пэн и его коллег, им удалось достичь схожего показателя эффективности (6,2%) на прототипе промышленной установки по производству водорода, который был установлен на крыше кампуса университета. При этом использовалась обычная водопроводная вода. Это, как считают исследователи, открывает дорогу для массового производства дешевого водорода уже в ближайшие годы.

Похожие публикации

Добавьте комментарий

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Министр коммерции Китая встретился с генеральным директором Apple
Нетаньяху намерен еще поработать премьер-министром Израиля
У экс-кадровика МО РФ Юрия Кузнецова изъято имущества на сумму более 500 млн руб
Суд обязал МВД уволить нижегородского полицейского за подработку в такси
Экс-полицейского и банкира подозревают в краже двух миллионов у вдовы участника СВО
В Пермском крае полицейский спас из горящего дома женщину и задержал поджигателя
Визит Зеленского в гости к Трампу закончился унижением. Американцы это умеют
В Карелии перевернулся автобус с заключёнными, трое попытались сбежать
Bloomberg пишет, что МВФ настаивает на девальвации украинской гривны
Экс-главу Венгеровского отдела ГИБДД обвинили в крышевании и краже
Затопил соседей и «заработал» уголовку: в Москве накрыли плантацию с коноплей
Задержана недомать, которая выбросила на мусорку коляску с трехмесячным ребенком
Преступления прошлых лет. В Ростовской обл. раскрыто убийство ребенка в 1994 году
Подземный ход для мигрантов обнаружили польские пограничники
Союзники внушили Киеву ложную надежду, обещая помощь и победу
Серпуховская прокуратура контролирует установление обстоятельств массового ДТП
Экс-судья Новиков вышел досрочно — после показаний на Момотова
Дмитрий Саймс. Трамп пока «Томагавков» не даёт, но главная борьба впереди
Д. Медведев прокомментировал встречу Трампа и Зеленского 17-10-2025
Россиянка после отдыха в Турции начала страдать от жуткого кашля:
Известный частный детектив Андрей Матушкин стал фигурантом уголовного дела
В Ростовской области мужчина забил молотком родную сестру и её супруга
Не любим Мы такие приговоры. Не слишком ли сурово за 50.000 рублей?
В Ливане после десяти лет заключения без суда освобождён сын Каддафи
С начала 2025 года 336 тысяч человек подписали контракт с ВС России
Взятка, грабёж и наркотики. В Ингушетии посадили трёх бывших полицейских
Еврокомиссия: никаких запретов на въезд В. Путина и С. Лаврова в ЕС нет
В Калининграде полицейского приговорили к 8,5 годам колонии за взятку
В Ивановской области задержан зампред правительства Антон Арсеньев
Зеленский согласился с Трампом: «Мы должны остановиться и начать движение к миру»
Вынесен приговор организатору убийства мэра города Дзержинского
обновлено
Силовики задержали священнослужителя из Верхотурья Евгения Пинчука
Безвиз для российских туристов в Черногорию скоро может закончиться
Д. Трамп сделал ряд заявлений на встрече в Белом доме с Пересидентом Украины
Бывшего начальника пермского спецприёмника осудили за хищение премий
В Питере в салоне сотовой связи сливали данные абонентов агентам СБУ
В Иркутске бывшую нач. следственного отдела заочно приговорили к 13 годам колонии
Задержан нач. отдела полиции по вопросам миграции в Кстове, подполковник С. Зимин
В Общественной Палате РФ сравнили ситуацию с кадровым составом МВД с 90-ми
В подмосковной военной части солдат убил сослуживца и потом себя
обновлено
Все новости
Наверх