Новый материал может генерировать водород из пресной, соленой или загрязненной воды

 

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллективами из Университета химии и технологии в Праге и Университета Яна Евангелиста Пуркине в Усти-над-Лабем разработали новый 2D материал для производства водорода, который является основой альтернативной энергии. Материал эффективно вырабатывает молекулы водорода из пресной, соленой и загрязненной воды под воздействием солнечного света. Результаты опубликованы в ACS Applied Materials & Interfaces.
 Развитие водородных технологий 
«Водород – альтернативный источник энергии. Таким образом, развитие водородных технологий может стать решением глобальной энергетической проблемы. Однако существует ряд вопросов, которые необходимо решить. В частности, ученые продолжают поиск эффективных и «зеленых» методов получения водорода. Одним из основных методов является разложение воды под воздействием солнечного света. На нашей планете много воды, но есть лишь несколько методов, подходящих для соленой или загрязненной воды. Кроме того, лишь немногие используют инфракрасный спектр, который составляет 43% от всего солнечного света», – отмечает Ольга Гусельникова, один из авторов и научный сотрудник ТПУ «Научно-исследовательской школы химии и прикладных биомедицинских наук».
Подписывайтесь на наш youtube канал!
 
ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами на закрытом аккаунте course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Разработанный материал представляет собой трехслойную структуру толщиной 1 мкм. Нижний слой представляет собой тонкую пленку золота, второй сделан из 10-нанометровой платины, а третий – пленку металлоорганических каркасов соединений хрома и органических молекул.
Новый материал может генерировать водород из пресной, соленой или загрязненной воды 
«В ходе экспериментов мы поливали материал и герметизировали контейнер для периодического отбора газовых проб с целью определения количества водорода. Инфракрасный свет вызывал возбуждение плазмонного резонанса на поверхности образца. Горячие электроны, образовавшиеся на золотой пленке, переносились в платиновый слой. Эти электроны инициировали восстановление протонов на границе раздела с органическим слоем. Если электроны достигали каталитических центров металлоорганических каркасов, то последние также использовались для восстановления протонов и получения водорода», – объясняет Ольга.
Эксперименты показали, что 100 квадратных сантиметров материала могут производить 0,5 литра водорода в час. Это один из самых высоких показателей, зарегистрированных для 2D материалов.
«В данном случае металлоорганический каркас также действовал как фильтр. Он фильтровал примеси и передавал уже очищенную воду без примесей в металлический слой. Это очень важно, потому что, несмотря на то, что воды на Земле много, ее основной объем – это либо соленая, либо загрязненная вода. Поэтому мы должны быть готовы работать с такой водой», – отмечает она.
В будущем ученые совершенствуют материал, чтобы сделать его эффективным как для инфракрасного, так и для видимого спектра.
«Материал уже демонстрирует определенное поглощение в видимом световом спектре, но его эффективность несколько ниже, чем в инфракрасном. После улучшения можно будет сказать, что материал работает с 93% спектрального объема солнечного света», – добавляет Ольга.ным как для инфракрасного, так и для видимого спектра.
«Материал уже демонстрирует определенное поглощение в видимом световом спектре, но его эффективность несколько ниже, чем в инфракрасном. После улучшения можно будет сказать, что материал работает с 93% спектрального объема солнечного света», – добавляет Ольга.

водородподсветом

 

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллективами из Университета химии и технологии в Праге и Университета Яна Евангелиста Пуркине в Усти-над-Лабем разработали новый 2D материал для производства водорода, который является основой альтернативной энергии. Материал эффективно вырабатывает молекулы водорода из пресной, соленой и загрязненной воды под воздействием солнечного света. Результаты опубликованы в ACS Applied Materials & Interfaces.

 

«Водород – альтернативный источник энергии. Таким образом, развитие водородных технологий может стать решением глобальной энергетической проблемы. Однако существует ряд вопросов, которые необходимо решить. В частности, ученые продолжают поиск эффективных и «зеленых» методов получения водорода. Одним из основных методов является разложение воды под воздействием солнечного света. На нашей планете много воды, но есть лишь несколько методов, подходящих для соленой или загрязненной воды. Кроме того, лишь немногие используют инфракрасный спектр, который составляет 43% от всего солнечного света», – отмечает Ольга Гусельникова, один из авторов и научный сотрудник ТПУ «Научно-исследовательской школы химии и прикладных биомедицинских наук».

 

Разработанный материал представляет собой трехслойную структуру толщиной 1 мкм. Нижний слой представляет собой тонкую пленку золота, второй сделан из 10-нанометровой платины, а третий – пленку металлоорганических каркасов соединений хрома и органических молекул.

 

«В ходе экспериментов мы поливали материал и герметизировали контейнер для периодического отбора газовых проб с целью определения количества водорода. Инфракрасный свет вызывал возбуждение плазмонного резонанса на поверхности образца. Горячие электроны, образовавшиеся на золотой пленке, переносились в платиновый слой. Эти электроны инициировали восстановление протонов на границе раздела с органическим слоем. Если электроны достигали каталитических центров металлоорганических каркасов, то последние также использовались для восстановления протонов и получения водорода», – объясняет Ольга.

 

Эксперименты показали, что 100 квадратных сантиметров материала могут производить 0,5 литра водорода в час. Это один из самых высоких показателей, зарегистрированных для 2D материалов.

 

«В данном случае металлоорганический каркас также действовал как фильтр. Он фильтровал примеси и передавал уже очищенную воду без примесей в металлический слой. Это очень важно, потому что, несмотря на то, что воды на Земле много, ее основной объем – это либо соленая, либо загрязненная вода. Поэтому мы должны быть готовы работать с такой водой», – отмечает она.

 

В будущем ученые совершенствуют материал, чтобы сделать его эффективным как для инфракрасного, так и для видимого спектра.

 

«Материал уже демонстрирует определенное поглощение в видимом световом спектре, но его эффективность несколько ниже, чем в инфракрасном. После улучшения можно будет сказать, что материал работает с 93% спектрального объема солнечного света», – добавляет Ольга.ным как для инфракрасного, так и для видимого спектра.

 

«Материал уже демонстрирует определенное поглощение в видимом световом спектре, но его эффективность несколько ниже, чем в инфракрасном. После улучшения можно будет сказать, что материал работает с 93% спектрального объема солнечного света», – добавляет Ольга.

 

 

https://econet.ru/articles/novyy-material-mozhet-generirovat-vodorod-iz-presnoy-solenoy-ili-zagryaznennoy-vody

 


21.08.2020