МЕНЮ ≡

Вход на сайт

Физики создали солнечные батареи, преобразующие СО2 в топливо

Аватар пользователя Ctavr

МОСКВА, 28 июл – РИА Новости. Американские физики создали революционные солнечные батареи, дешево и эффективно преобразующие атмосферный углекислый газ в углеводородное топливо, используя энергию света и воду, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Солнечная батарея и установка искусственного фотосинтеза
 

"Эта солнечная батарея представляет собой не фотоэлектрическое, а фотосинтетическое устройство. Теперь мы можем отказаться от принципиально нежизнеспособного "одностороннего" производства энергии, превращая ископаемые виды топлива в углекислоту, и обратить процесс вспять, перерабатывая атмосферный СО2 в топливо при помощи света", — заявил Амин Салехи-Ходжин (Amin Salehi-Khojin) из университета штата Иллинойс в Чикаго (США).

За миллионы лет эволюции растения и цианобактерии научились захватывать фотоны солнечного света и использовать их энергию для сборки молекул питательных веществ. С одной стороны, этот процесс очень эффективен с точки зрения химии, а с другой — растения используют лишь 1-2% от общей энергии излучения Солнца. Учитывая нарастающий продовольственный кризис и нужду в "зеленых" источниках топлива, ученые в последние годы неоднократно пытались "улучшить" КПД растений, меняя их геном, и создать более эффективный искусственный аналог фотосинтеза.

 

Салехи-Ходжин и его коллеги довели этот процесс до логического конца, создав такой катализатор, который способен использовать энергию света для превращения молекул СО2 и воды в угарный газ (СО) и водород, из которых можно изготовлять метанол и другие виды горючих спиртов. 

Сердцем их "искусственного листа", как называют эту установку ученые, является емкость, в которой содержится катализатор – диселенид вольфрама — в виде небольших чешуек, и особая ионная жидкость – 1-этил-3-метилимидазол тетрафторборат – способствующая разложению молекул СО2 на угарный газ и кислород, и использующая часть высвобожденной энергии для разложения воды на водород и кислород.

Приручить Солнце

Энергия для этой системы вырабатывается небольшим набором солнечных батарей, которые преобразуют свет в движение электронов и заставляют катализатор разделять СО2 на О и СО. По словам ученых, их "лист" начинает работать уже при обычном солнечном освещении, и не требует концентрации света, как многие другие фоторасщепители воды и углекислоты.

 

Прототип расщепителя воды с рекордно высоким КПД
Ученые: искусственный фотосинтез скоро заменит нефть и газ

По словам ученых, им удалось добиться того, чтобы их катализатор использовал свыше 24% энергии света, гораздо выше, чем удавалось добиться в других подобных приборах. Подобный показатель является важной вехой – он заметно выше отметки в 17% КПД, которую многие ученые считают порогом коммерческой жизнеспособности для производства углеводородов "из воздуха", а не их извлечения из недр планеты. Благодаря этому общее КПД системы превышает 4,5%, что почти в два раза больше, чем у других "искусственных листьев".

 

Как отмечает Салехи-Ходжин, такие установки могут быть использованы для получения топлива не только на Земле, но и, к примеру, на Марсе, чья атмосфера состоит на 99% из углекислого газа. Вода на Марсе есть, и силы местного солнечного света, по его оценкам, хватит для запуска данной реакции и обеспечения первых марсианских колоний водой, кислородом, светом и теплом.

С другой стороны, не стоит ждать, что углеводороды резко подешевеют прямо завтра — главной проблемой на пути скорейшего "вторжения" этой технологии в нашу жизнь пока является то, что солнечные батареи, погруженные в раствор с катализатором, деградируют через 4-5 часов его работы. Ученым еще предстоит создать такие фотоэлементы, которые бы не разрушались под действием ионной жидкости и тех химических процессов, которые в ней протекают.

 

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 5 месяцев)(10:45:13 / 29-07-2016)

Не указаны базовые ТТХ процесса, такие как энергетическая стоимость полученного топлива.

Вывод - инфомусор.

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(3 года 11 месяцев)(10:47:33 / 29-07-2016)

у лабораторной установки всегда будут заоблачные ТТХ. Это одно из перспективных направлений и все. По вашему все такие разработки инфомусор?

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 5 месяцев)(11:07:33 / 29-07-2016)

Способы генерации топлива из электроэнергии даже Гитлер знал.  Как из этой статьи можно оценить ту технологию с этой?

Никак. Поэтому и инфомусор. 

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(3 года 11 месяцев)(11:30:18 / 29-07-2016)

А зачем сравнивать промышленные технологии с лабораторными опытами? Если бы это было технология тогда бы я понял. Пока это эксперименты и до технологии этим лабораторным опытам очень далеко, но направление само по себе интересное и может "выстрелить".

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 5 месяцев)(11:32:54 / 29-07-2016)

> может "выстрелить".

Это предположение никак не обосновано конкретной фактурой, приведенной в заметке. 

На форумах фантастов лучше это обсуждать, а здесь давайте обсуждать фактуру, например, ТТХ процесса.  

 

Аватар пользователя mo3art
mo3art(4 года 8 месяцев)(11:40:35 / 29-07-2016)

Энергия для этой системы вырабатывается небольшим набором солнечных батарей, которые преобразуют свет в движение электронов и заставляют катализатор разделять СО2 на О и СО.

мне кажется что это ключевая фраза статьи - обычные фотоэлементы, генерирующие мощность, которая собственно и используется для производства водорода. На мой взгляд ничего революционного, давно уже говорится что вся это солнце-ветро энергетика страдает от непредсказуемости выдаваемой мощности ээ. В данном случае просто замкнули процесс на генерацию водорода, который потом можно будет сжигать для получения э/э. Хорошо бы еще узнать стоимость компонентов данной мега-установки, что бы сравнить выгоднее это чем зарядка аккумуляторов или нет.

Аватар пользователя alexsword
alexsword(7 лет 5 месяцев)(11:42:12 / 29-07-2016)

Совершенно верно.

Если бы высер не был бы пропагандой, то обсуждалась бы новая технология конвертации ЭЭ в топливо, а то каким образом ЭЭ сгенерировано - второй вопрос, не имеющий отношения к этой технологии. 

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(3 года 11 месяцев)(11:45:19 / 29-07-2016)

сейчас 100% не выгодней. возможно и ни когда не станет. Все зависит от дешевизны используемых материалов. Пока это не так.

Аватар пользователя Ягодка
Ягодка(7 лет 1 месяц)(10:47:32 / 29-07-2016)

солнечные батареи, погруженные в раствор с катализатором, деградируют через 4-5 часов его работы

Так от оно чё... Я думал - где подвох? А подвох почти в конце статьи

Аватар пользователя Ctavr
Ctavr(3 года 11 месяцев)(10:48:32 / 29-07-2016)

До промышленного образца это пилить и пилить.

Аватар пользователя sergeyussr
sergeyussr(3 года 6 месяцев)(10:47:49 / 29-07-2016)

Замена сланцу? Вкладите бапки?

Аватар пользователя DioDao
DioDao(5 лет 16 часов)(10:55:25 / 29-07-2016)

Да, для Марса пожалуй сгодится, если допилят. А на Земле растения работают.

Аватар пользователя Миша_из_Сочи
Миша_из_Сочи(2 года 11 месяцев)(10:58:03 / 29-07-2016)

Собственно существование бактерий и растений намекает, что химически технология возможна.

От открытия радиоактивности до БН-800 тоже больше ста лет пилили, а до БН-1200 ещё лет 20 пилить.

Понятно, что до повсеместной технологии ещё очень далеко. Однако дело это нужное.

Аватар пользователя Demiare
Demiare(2 года 12 месяцев)(19:24:23 / 29-07-2016)

Тут есть маленький, но очень значимый нюанс.

Бактерии и растения - ужасно экономичные создания, но и при этом кпд процесса у них не слишком-то и высок. Людям же энергия нужна не в Вт, а в ГВт. Так что, вполне возможна история как с дровами - теоретически на них можно построить энергетику, практически же лес придётся вырубить весь и почти моментально.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(6 лет 4 месяца)(13:26:29 / 29-07-2016)

.... использовать энергию света для превращения молекул СО2 и воды в угарный газ ...(ц)

Час от часу не легче в мире с такой наукой.

Аватар пользователя sgv
sgv(6 лет 11 месяцев)(15:05:26 / 29-07-2016)

Луц научились делать. Пропала планета! smiley