Чистого с листа. Учёные представили технологию производства чистого топлива из искусственных листьев

Фотосинтез назвали фотосинтезом в 1877 году, а процессы в его основе открыли и того раньше — в 1842 году.

Ученым давно не дает покоя эта способность растений поглощать и превращать энергию солнечного света с участием хлорофилла.

И вот теперь исследователи разработали плавающие искусственные листья, которые производят чистое топливо из солнечного света и воды. В перспективе этот процесс можно масштабировать так, что генерацией топлива будут заниматься фабрики, покрывающие колоссальную по площади водную гладь морей и океанов.

Ученые из Кембриджского университета разработали ультратонкие гибкие устройства, принцип действия которых вдохновлен фотосинтезом — тем самым процессом, с помощью которого растения преобразуют солнечный свет в пищу. Предполагается, что эти устройства будут достаточно легкими, чтобы удерживаться на поверхности воды. Ученые сообщили о возможности использовать их для производства альтернативного топлива.

Испытания устройств провели на реке Кэм. Выяснилось, что они преобразуют солнечный свет в топливо не менее эффективно, чем их биологические прообразы — живые листья растений.

Этот опыт получения чистого топлива на воде считается первым в своем роде, и в случае успешного масштабирования технология поможет снизить зависимость мирового судоходства от ископаемого топлива.

Результаты опубликованы в издании Nature.

Востребованность технологии

Хотя технологии альтернативной возобновляемой энергии дешевеют, декарбонизация в судоходстве — задача на порядок сложнее. Около 80% мировых торговых путей лежит через воду, и грузовые суда перевозят «шелк и пряности» на ископаемом топливе.

Годами ученые из Кембриджа под руководством профессора Эрвина Рейснера работают над этой задачей и изобретают устойчивые решения для бензина на основе фотосинтеза. В 2019 году они разработали искусственный лист, который из солнечного света, углекислого газа и вода получает сингаз — ключевой промежуточный продукт в производстве многих химических и фармацевтических веществ.

Прежний прототип вырабатывал топливо, сочетая два поглотителя света с подходящими катализаторами. Однако в его конструкции использовались толстые стеклянные подложки и влагозащитные покрытия, и устройство получилось слишком громоздким.

Искусственные листья могли бы значительно удешевить процесс устойчивого производства топлива, но поскольку они тяжелые и хрупкие, их сложно производить и перевозить,

— заявил доктор Вирджил Эндрей.

Ученые решили выяснить, можно ли сократить объем материалов в устройствах и насколько. Важно было также сохранить производительность.

Если мы сможем сделать листья достаточно легкими, чтобы не тонуть, потенциал их использования вырастет в разы, — отметил Рейснер.

При создании новой версии ученые поглядывали на электронику, ведь именно в этой области громоздкие шкафы размером с небольшой спортзал в итоге превратились в устройства, умещающиеся на ладони.

Предстояла непростая задача — умудриться нанести светопоглотители на легкие подложки и защитить их от попадания влаги. Для этого ученые создали тонкопленочные оксиды металлов и перовскиты, пригодные для нанесения на гибкие пластиковые и металлические пленки. Устройства покрыли водоотталкивающими слоями углерода микрометровой толщины. И в итоге получилось нечто похожее на лист не только функционально, но и чисто внешне.

Исследование показывает, что современные технологии производства вполне подходят для изготовления искусственных листьев. Именно сейчас сделан первый шаг к автоматизации и масштабированию производства солнечного топлива, — заявил Эндрей.

— Эти листья сочетают в себе преимущества большинства известных технологий выработки солнечного топлива.

Испытания новинки показали, что они могут расщеплять воду на кислород и водород или получать сингаз из CO2. Для коммерциализации потребуются доработки, однако уже сейчас ученые уверяют, что технология жизнеспособна.

В свое время для выработки электроэнергии стали повсеместно использовать солнечные панели. Мы сделали нечто столь же успешное, но для синтеза топлива, — сообщил Эндрей.

— Наша разработка будет снабжать прибрежные поселения и отдаленные острова. Искусственными листьями можно будет накрыть промышленные водоемы, а еще они помогут предотвратить испарение воды в ирригационных каналах.

Ученые отмечают, что новая технология задействует площадь воды, а не суши, что лишь добавляет ей выгоды.

Теоретически можно будет сворачивать и разворачивать новые производства практически в любой стране, что поможет всем в обеспечении дополнительной энергобезопасности,

— заключил профессор Рейснер.

О том, как искусственная листва, если организовать ее на большой площади, отразится на водных обитателях, в статье, к сожалению, не сказано.

17.08.2022





Энергия

Чистого с листа. Учёные представили технологию производства чистого топлива из искусственных листьевЧистого с листа. Учёные представили технологию пр...

Фотосинтез назвали фотосинтезом в 1877 го...

На черном свет клином не сошелсяНа черном свет клином не сошелся

Удел солнечных панелей — лежать на&...

В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторовВ Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких а...

Группа ученых из Кольского научного центр...

Российские химики продвинулись в изготовлении органических батарейРоссийские химики продвинулись в изготовлении орг...

Ученые Санкт-Петербургского государственного у...

Аспирант Московского Политеха разработал энергосберегающий прототип приточной вентиляции для охлаждаемых помещенийАспирант Московского Политеха разработал энергосб...

На факультете химической технологии и био...

В СПбГУ создадут лабораторию по разработке энергоэффективных и безопасных аккумуляторовВ СПбГУ создадут лабораторию по разработке энерго...

14 апреля Санкт-Петербургский государственный ...

Сорок цифровых подстанций России оснастят оборудованием от резидента ОЭЗ «Технополис Москва»Сорок цифровых подстанций России оснастят оборудо...

Инновационные оптические трансформаторы от&nbs...

ТПУ участвует в разработке российского комплекса для вывода из эксплуатации установок обогащения уранаТПУ участвует в разработке российского комплекса ...

Инженеры Томского политехнического университет...

В России разработали недорогую технологию очистки нефти от серыВ России разработали недорогую технологию очистки...

Технология с использованием электромагнит...

Химики и дизайнеры СПбГУ совместно создали обложку для статьи в престижном научном журналеХимики и дизайнеры СПбГУ совместно создали обложк...

Ученые Санкт-Петербургского государственного у...

Роботы ближайшего будущего обойдутся без батарейРоботы ближайшего будущего обойдутся без батарей

Если мы упоминаем автономные источники эн...

Дни дорогостоящих платиновых катализаторов сочтеныДни дорогостоящих платиновых катализаторов сочтен

Буквально на днях мы сообщили о ...

Содержание платины в катализаторе сократят в 4 раза без снижения эффективностиСодержание платины в катализаторе сократят в 4 ра...

Американские ученые нашли новый катализатор, к...

Проблема хранения энергии будет решенаПроблема хранения энергии будет решена

Инженеры из Массачусетского технологическ...

Светодиодные лампы будут излучать оптимальный белый цветСветодиодные лампы будут излучать оптимальный бел...

Физики из университета Толедо открыли пер...

Российские и египетские ученые предложили новый композит для солнечных электростанцийРоссийские и египетские ученые предложили новый к...

Современные солнечные электростанции становятс...

Железо сделает преобразование солнечной энергии дешевлеЖелезо сделает преобразование солнечной энергии д...

Ученым впервые удалось воспроизвести молекулу ...

Новый дизайн литиевой батарейки сделает ее мощнееНовый дизайн литиевой батарейки сделает ее мощнее

Профессор химической инженерии Линден Арчер из...

Как Китаю удалось активировать god modeКак Китаю удалось активировать god mode

Е=mc2. Энергия равна массе, умноженной на ...

Cоздан суперконденсатор, параметры которого соизмеримы с показателями литий-ионных батарейCоздан суперконденсатор, параметры которого соизм...

Рост мощностей устройств приводит к увели

В Индии создана ветровая электростанция для дома по цене айфонаВ Индии создана ветровая электростанция для дома ...

В деле обеспечения страны и населения эле...

Китайцы создали самую маленькую атомную электростанциюКитайцы создали самую маленькую атомную электрост...

Разработки китайского института по ядерны...

Солнцу и ветру братьяСолнцу и ветру братья

Ткани, способные генерировать электричество от...

На рынке появится безопасная батарея с недорогой начинкойНа рынке появится безопасная батарея с недорогой ...

Химики из университета Ватерлоо разработа...

Австралийские ученые разработали солнечные панели с рекордным КПДАвстралийские ученые разработали солнечные панели...

В Австралии обновили рекорд эффективности солн...

Нижегородские школьники рассказали, как экономить воду и электричествоНижегородские школьники рассказали, как экономить...

В Нижнем Новгороде подвели итоги детского конк

Сочетание разных материалов дает высокую конверсионную эффективностьСочетание разных материалов дает высокую конверси...

Подобно тому, как межрасовые браки являют...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Амилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бактериямиАмилоиды участвуют во взаимодействиях растений с бакте
Об изысканиях Института ядерных исследований РАН в области флеш-терапииОб изысканиях Института ядерных исследований РАН в обл
Нюансы ремонта автомобиля по полису обязательного страхования ОСАГОНюансы ремонта автомобиля по полису обязательного стра
Перчатки с подогревом, приложение для поиска переводчиков и другие разработкиПерчатки с подогревом, приложение для поиска переводчи
Химики СПбГУ научились управлять люминесценцией кристалловХимики СПбГУ научились управлять люминесценцией криста