• Magda,
  • Magdalēna,
  • Magone,
  • Mērija,
  • Антон,
  • Данила
Гороскоп
Поиск на VESTI.LV Поиск на VESTI.LVRSSFacebookЛента новостей


Гороскоп
Люблю! Люблю! «Сегодня» «Сегодня» Reklama.lv Reklama.lv Видео Видео bb.lv bb.lv Программа Программа


Американцы на пороге создания искусственного фотосинтеза

Размер текста Aa Aa
Техно / наука
Vesti.lv 22:14, 2 апреля, 2018

Американскими учеными реализован инновационный проект – построена установка, которая может осуществлять искусственный фотосинтез. Аппарат преобразовывает свет солнца в кислород и водород по подсмотренным у природы «технологиям». Овладев таким процессом и достигнув достаточного показателя КПД, можно будет использовать искусственный фотосинтез в создании систем возобновляемых энергетических источников, пишет innoros.ru.



«Зеленые растения содержат хлоропласты, которые и отвечают за процесс фотосинтеза. Искусственная система объединяет два полупроводниковых светопоглотителя, поверхностный слой для переноса заряда и разнесенных в пространстве катализаторов», — говорит руководитель проекта Ян Пэйдун, работающий в Нацлаборатории им.Лоуренса.

Кислород и углекислый газ – основные газы в атмосфере. Соотношение их очень важно для существующих на планете форм жизни. Кислород использует большинство живых организмов, чтобы дышать, а диоксид углерода при фотосинтезе перерабатывается, чтобы создать необходимую органику для растений, водорослей и цианобактерий.

Весь циркулирующий кислород в атмосфере в свое время появился именно благодаря процессу фотосинтеза. Такая атмосфера, которую ученые звучно называют “кислородная катастрофа”, изменила Землю. По нынешним теориям, сформировавшийся в виде защитного экрана озоновый слой, вкупе с кислородной атмосферой и позволил жизни выйти на сушу.

Сегодняшний уровень содержания диоксида углерода в атмосфере превышает условный допустимый уровень. Приборы, установленные около гавайского вулкана Мауна-Лоа, показали 400 долей этого газа на миллион. Точно такое же содержание углекислого газа было характерно для эпохи плиоцена — 5,5-2,5 миллиона лет назад.

Научное сообщество обеспокоено повышением уровня углекислого газа, ибо его концентрация может повлечь неконтролируемый нагрев поверхности земли, затем может последовать настоящий экологический коллапс и таяние ледников. Уже практически все ученые сошлись во мнении, что повышает содержание диоксида в атмосфере именно человеческая деятельность, сжигая ископаемое топливо.

Критическим показателем учеными называется концентрация диоксида углерода в 450 долей на миллион — после достижение этого порога можно ожидать запуска неконтролируемой цепной климатической реакции. Пока что сделанные людьми системы по искусственному фотосинтезу не достигают нужной мощности, чтобы произвести значительные объемы нужных веществ, используя солнечный свет.

Однако первые результаты впечатляют. Американцам в лабораторных условиях удалось освоить расщепление воды с использованием солнечной энергии через создание древовидных нанопроводов, в состав которых входит кремний и титановый оксид. Такие структуры визуально похожи на технологический лес. Но именно древовидная система увеличивает эффективность работы аппарата. Такой вид позволяет наноструктурам сокращать отражение света и улучшать способность принимать его в больших количествах, за счет увеличения площади.

При фотосинтезе особые хлорофильные молекулы принимают энергию фотонов, которые являются стартерами химических процессов преобразования, вызывая отделение электронов. Такой процесс ведет к расщеплению молекул воды и свободных водорода и кислорода. Схема американских ученых задействует полупроводники диоксид титана и кремний, как фотокатоды выделяющие водород и производящие кислород.

Эффективность установки пока низкая. Лишь 0,12 процента солнечной энергии преобразуется в энергию химическую. Это, между прочим, допустимый рабочий показатель растений, но чтобы внедрить систему с коммерческой отдачей нужно большее КПД. Некоторые идеи по этому поводу уже имеются. Ученые хотят заменить диоксид титана на кремний.

Прошедшей зимой ученые из Великобритании создали водородно-генерирующую систему, которая позволяет используя солнечный свет, нанокристаллы и никелевый катализатор получить водородное топливо. Ученые утверждают, что ими используется самая работоспособная на сегодня схема, которая может выдавать водород в течение нескольких недель и эффективно конвертирует энергию солнца в водород.

Как приемники фотонов в этой установке используется селенид-кадмиевые точки (небольшие кусочки полупроводников, которые сохраняют свойства атома) могут принимать пару фотонов и скидывать электроны никелевому катализатору. Катализатор запускает процессы образования водных протонов и водорода.

Искусственный водород можно использовать как безуглеродное топливо для двигателей внутренного сгорания, использование которых и является одной из причин загрязнения воздуха и увеличения объема парниковых газов.

Локальные установки по искусственному фотосинтезу уже создаются. Они могут эффективно использоваться в небольших помещениях. В конце прошлого года Panasonic продемонстрировала системы искусственного фотосинтеза комнатного типа, чтобы удалять из помещения углекислый газ. Разработчиками использовались нитридные полупроводники и металлические катализаторы, которые преобразовывали диоксид углерода в кислород, воду, сахар и углеводы.

Прикладная эволюция таких технологических решений очевидна. Можно интегрировать подобные устройства с уже работающими в гелиоэнергетике решениями. Можно добавлять такие элементы и к солнечным батарям.

Фотосинтез в дальнейшем может распространиться невероятно широко — начиная бесплатными и вечными источниками энергии, заканчивая, фантастическим пока, терраформированием планет.

Читать все комментарии (0)

Читать все комментарии

Добавить комментарий

Анонимные комментарии

Добавить

Ответить

Анонимные комментарии

Добавить


Также в категории

Читайте также

Политика Кремль играет мускулами, а русские Латвии не могут договориться

Российский политолог и журналист Армен Гаспарян возмущен тем, что российский МИД действенно не реагирует на ущемление прав русских в Латвии. Почему российские политики не могут повлиять на ситуацию и почему российское правительство пообещало ввести экономические санкции, но конкретных действий не последовало, размышляет эксперт.

Техно Зубная паста с E171 страшно опасна

Ученые из Техасского университета в США выяснили, что диоксид титана E171, содержащийся в зубной пасте и косметике, может вызвать сахарный диабет второго типа. Их исследование опубликовано в журнале Chemical Research in Toxicology.

Lifenews Шпинат и рыба продлевают жизнь

Употребление рыбы и продуктов с омега-3-полиненасыщенными жирными кислотами снижает уровень смертности, выяснили китайские ученые.

«Сегодня» Не фонтан: Рига страдает от жары вместе с рижанами (фото)

Июльская жара нанесла удар по достопримечательностям латвийской столицы.

Техно Аспирин снижает риск развития рака

Ученые из госпиталя Норсвелл Хелс в Хантингтоне (США) доказали, что ежедневное употребление небольших доз аспирина снижает риск развития рака яичников. Об этом сообщает MedicalXpress.

В мире Распространение «демократии»: Навального подставили

Пранкеры Владимир Кузнецов (Вован) и Алексей Столяров (Лексус) позвонили заместителю директора проекта World Fellows Йельского университета США Тимоти Стампу и узнали у него, по какой программе проходил обучение блогер Алексей Навальный.

Люблю! Изолента вместо купальника: фотограф придумал новый супертренд

Американский фотограф по имени Джоэл Альварес придумал новый тренд в индустрии моды — изолента вместо одежды. Пусть это звучит немного странно, но выглядит очень красиво.

В мире Достигнуты договоренности по Сирии

Американское издание The Washington Post утверждает, что за неделю до саммита в Хельсинки между президентом России Владимиром Путиным и премьер-министром Израиля Биньямином Нетаньяху были достигнуты договоренности по Сирии.

Кино Новый «Хищник» проложит дорогу сиквелам

В беседе с Variety продюсер франшизы «Хищник» Джон Дэвис сообщил, что новая часть цикла от Шэйна Блэка проложит дорогу ещё двум сиквелам. Сам постановщик пока не хочет торопить события и планирует сосредоточиться на выпуске одного фильма: «Я бы хотел сказать, что мы задумали целую трилогию, но всему своё время».