| 0 |
|
Преобразование солнечной энергии в удобное для хранения топливо остается одной из важнейших задач современной химии. Наиболее перспективным способом добиться этого представляется расщепление молекулы воды с получением водорода. То, что растения делают посредством фотосинтеза, химики вот уже полстолетия пытаются осуществить с применением катализаторов, активируемых солнечным светом.
Чаще всего в таких экспериментах используют оксид индия олова (ITO). Его предпочитают из-за прозрачности — это позволяет солнечному свету проходить насквозь, активируя реакцию расщепления воды — и из-за способности проводить электричество. Но в остальных отношениях ITO далек от идеального выбора, прежде всего, он редок и дорог. По распространенности в земной коре индий примерно соответствует серебру, соответственно, солнечные топливные элементы с его применением не смогут оставить убедительной конкуренции ископаемым видам топлива.
С пленкой на базе нанопроводов меди, полученной в лаборатории Университета Дюка, ее создатели связывают надежду предложить адекватную альтернативу ITO. Статья по результатам их работы вышла в журнале Angewandte Chemie.
Медь в 1000 раз более распространена и в 100 раз дешевле индия. Нанопроводные катализаторы из меди также имеют меньшую себестоимость производства, чем их аналоги из ITO, поскольку их можно наносить на стекло методом печати в виде жидких чернил, используя оборудование, во многом аналогичное печатному прессу. Изготовление ITO занимает гораздо больше времени и нуждается в серии больших резервуаров с откачиваемой атмосферой, в которых создается тонкий слой атомов индия.
Медная пленка состоит из сплетения множества микроскопических металлических стержней и имеет большую площадь поверхности, на которую наносятся кобальт или никель, служащие собственно катализаторами химической реакции. Даже с таким покрытием нанопроводная пленка пропускает почти в семь раз больше света, чем ITO. Кроме того, в отличие от последнего, она обладает высокой гибкостью, что расширяет область применения будущих топливных элементов.
Такая пленка, тем не менее, решает лишь половину задачи. На ней происходит только половина реакции — процесс, называемый окислением воды. Другая половина, это использование электронов, полученных в результате окисления, для восстановления водорода. Коллектив из Дюка под руководством Бена Уили (Ben Wiley) рассчитывает представить итоги своих исследований этого процесса в следующем году.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
