|
|
 Воссоздание способность растений использовать солнечный свет, чтобы превратить углекислый газ в топливо или искусственный фотосинтез, является одним из святых Граалей зеленых исследований в области энергетики.
Исследователи в очередной раз немного продвинулись к реализации этой технологии мечты, развивая то, что они описывают, как солнечную ячейку, которая производит углеводородное топливо в лаборатории, с потенциальными использованием, начиная от крупномасштабного производства на Земле и до обеспечения электроэнергией на Марсе.
Перспектива использования солнечного света для питания нашего энергоемкого образа жизни, сама по себе, очень желанна, но что, если мы могли бы дополнительно собирать углекислый газ из атмосферы? Эта потенциальная двуединая экологическая панацея вдохновила ученых на образ зеленого будущего с искусственными листьями, гибридными энергетическими системами и фотоэлектрохимическими ячейками.
И чтобы скорее достичь этого экологичного рая, ученые из Университета Чикаго штата Иллинойс начали исследование новых видов химических веществ и их неизученных свойств. Это тот ключ, как они говорят, который сможет открыть новый тип катализатора, превращающий атмосферный CO2 в горючее топливо эффективным и недорогим способом.
Команда работала с набором наноструктурированных соединений, называемых дихалькогенидами переходных металлов или TMDC.
Один из TMDC, нанослой диселенида вольфрама, в паре с водой и определенной ионной жидкостью в качестве электролита, работал в 1000 раз быстрее, чем дорогие металлы, которые, как правило, используются в технологиях сокращения выбросов CO2. Вдобавок, он дешевле примерно в 20 раз.
«Активные участки катализатора отравляются и окисляются», говорит Амин Салехи-Коин (Amin Salehi-Khojin), старший автор исследования. «Сочетание воды и ионной жидкости создает сокатализатор, который сохраняет активные функции катализатора в суровых условиях реакции восстановления».
Сама солнечная ячейка состоит из двух кремниевых фотогальванических элементов с тремя переходами, размером 18 кв. см для сбора света, с системой сокатализатора на стороне катода и оксида кобальта в фосфатном электролите калия со стороны анода.
Когда поток света мощностью 100 Вт на квадратный метр попадает на ячейку, это провоцирует химическую реакцию, в которой с помощью катода производятся водород и монооксид углерода. А с помощью анода свободные ионы кислорода и водорода. Эта реакция создает синтез-газ или синтетический горючий газ, который может быть сожжен, или переработан в дизельное топливо и другие углеводородные топлива.
По словам команды, солнечная батарея может быть адаптирована к широкомасштабному использованию на солнечных электростанциях наряду с меньшими приложениями. Однажды, такая батарея даже может обеспечить энергопитание на Марсе, если на планете будет обнаружена вода, так как атмосфера планеты, в основном, состоит из углекислого газа.
«Новый солнечный элемент не фотоэлектрический - он фотосинтетический», говорит ученый. «Вместо того, чтобы производить энергию неустойчивым односторонним способом, используя ископаемое топливо, что производит парниковый газа, теперь мы можем полностью изменить процесс и утилизировать углерод в топливо с использованием солнечного света».
27 Августа 2016 Facepla.net |
|
