Eng Ru
Отправить письмо

Создан дешевый катализатор для получения водорода из воды. Получи новый элемент из воды


Разработан новый способ получения электричества из воды

Морская вода для получения электричества

Учёные с помощью солнечного света смогли превратить морскую воду (h3O) в перекись водорода (h3O2), которую можно использовать в топливных элементах для выработки электроэнергии. Это первый способ производства перекиси водорода на основе фотохимического катализа, который показал достаточно высокую эффективность, обеспечивая возможность широкомасштабного использования Н2О2 в топливных элементах.

Учёные Университета Осаки под руководством Шуничи Фукузуми опубликовали в последнем выпуске журнала Nature Communications научную статью (Seawater usable for production and consumption of hydrogen peroxide as a solar fuel) о предложенном ими фотокаталитическом методе производства перекиси водорода.

«Самый избыточный на планете ресурс, морская вода, используется для получения топлива в виде перекиси водорода», – сказал Фукузуми.

Самое большое преимущество жидкой перекиси водорода (h3O2), используемой вместо газообразного водорода (h3), который сегодня применяется в большинстве топливных элементов, в том, что жидкость с высокой плотностью гораздо легче хранить. Как правило, газообразный водород необходимо предварительно сжимать, а в некоторых случаях охлаждать до жидкого состояния при криогенных температурах. В отличие от такого подхода, жидкую перекись высокой плотности гораздо удобней и безопасней хранить и транспортировать.

Проблема заключается в том, что до сих пор не было разработано эффективного фотокаталитического способа получения жидкой перекиси. Существуют способы получения Н2О2 без использования солнечного света, но они требуют столько энергии, что теряется всякий смысл их практического использования.

Перекись водорода из воды

Ученые разработали новую фотоэлектрохимическую ячейку на основе солнечного фотоэлемента, которая производит перекись водорода. Когда солнечный свет падает на фотокатализатор, тот начинает поглощать фотоны и использует их энергию для инициирования химических реакций (окисление морской воды и уменьшение содержания кислорода), которые в итоге производят перекись водорода.

После воздействия света на ячейку в течение 24 часов концентрация перекиси в морской воде составила около 48 миллимолей, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих экспериментах в чистой воде, около 2 миллимолей. Исследуя причину такого большого различия, исследователи обнаружили, что отрицательно заряженный хлор в морской воде значительно усиливает процесс фотохимического катализа, обеспечивая получение более высокой концентрации перекиси.

В целом, система имеет КПД преобразования солнечной энергии в электричество 0,28 процентов. Фотокаталитическое производство перекиси из морской воды имеет КПД 0,55 процентов, а КПД топливного элемента около 50 процентов.

Хотя общая эффективность выгодно отличается от других преобразователей солнечного света в электроэнергию, она по-прежнему значительно ниже, чем производительность обычных солнечных элементов.

Исследователи ожидают, что производительность можно будет повысить в будущем за счёт использования в фотоэлектрохимических ячейках новых материалов. Они также планируют найти способы снижения себестоимости производства.

«В будущем мы планируем разработать способ крупномасштабного производства Н2О2 из морской воды с низкой себестоимостью, – сказал Фукузуми. – Он сможет заменить нынешний дорогостоящий способ производства перекиси из водорода и кислорода».

www.facte.eu

Разработан новый метод генерации электричества из воды

Учёные с помощью солнечного света смогли превратить морскую воду (h3O) в перекись водорода (h3O2), которую можно использовать в топливных элементах для выработки электроэнергии. Это первый способ производства перекиси водорода на основе фотохимического катализа, который показал достаточно высокую эффективность, обеспечивая возможность широкомасштабного использования Н2О2 в топливных элементах.

Учёные Университета Осаки под руководством Шуничи Фукузуми опубликовали в последнем выпуске журнала Nature Communications научную статью (Seawater usable for production and consumption of hydrogen peroxide as a solar fuel) о предложенном ими фотокаталитическом методе производства перекиси водорода.

«Самый избыточный на планете ресурс, морская вода, используется для получения топлива в виде перекиси водорода», - сказал Фукузуми.

Самое большое преимущество жидкой перекиси водорода (h3O2), используемой вместо газообразного водорода (h3), который сегодня применяется в большинстве топливных элементов, в том, что жидкость с высокой плотностью гораздо легче хранить. Как правило, газообразный водород необходимо предварительно сжимать, а в некоторых случаях охлаждать до жидкого состояния при криогенных температурах. В отличие от такого подхода, жидкую перекись высокой плотности гораздо удобней и безопасней хранить и транспортировать.

Читайте также: Теперь 35%: новый рекорд эффективности солнечных батарей поставили австралийские ученые

Проблема заключается в том, что до сих пор не было разработано эффективного фотокаталитического способа получения жидкой перекиси. Существуют способы получения Н2О2 без использования солнечного света, но они требуют столько энергии, что теряется всякий смысл их практического использования.

Учёные разработали новую фотоэлектрохимическую ячейку на основе солнечного фотоэлемента, которая производит перекись водорода. Когда солнечный свет падает на фотокатализатор, тот начинает поглощать фотоны и использует их энергию для инициирования химических реакций (окисление морской воды и уменьшение содержания кислорода), которые в итоге производят перекись водорода.

После воздействия света на ячейку в течение 24 часов концентрация перекиси в морской воде составила около 48 миллимолей, что значительно превышает значения, полученные в предыдущих экспериментах в чистой воде, около 2 миллимолей. Исследуя причину такого большого различия, исследователи обнаружили, что отрицательно заряженный хлор в морской воде значительно усиливает процесс фотохимического катализа, обеспечивая получение более высокой концентрации перекиси.

Читайте также: Новый катализатор позволит использовать водород как накопитель солнечной и ветровой энергии

В целом, система имеет КПД преобразования солнечной энергии в электричество 0,28 процентов. Фотокаталитическое производство перекиси из морской воды имеет КПД 0,55 процентов, а КПД топливного элемента около 50 процентов.

Хотя общая эффективность выгодно отличается от других преобразователей солнечного света в электроэнергию, она по-прежнему значительно ниже, чем производительность обычных солнечных элементов. Исследователи ожидают, что производительность можно будет повысить в будущем за счёт использования в фотоэлектрохимических ячейках новых материалов. Они также планируют найти способы снижения себестоимости производства.

«В будущем мы планируем разработать способ крупномасштабного производства Н2О2 из морской воды с низкой себестоимостью, - сказал Фукузуми. - Он сможет заменить нынешний дорогостоящий способ производства перекиси из водорода и кислорода».

Источник: gearmix.ru

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Loading...

ecotechnica.com.ua

Как получить электричество из воды

Использование воды для получения электроэнергии | Я - Строитель ...

Сотрудники Университета Альберты нашли принципиально новый способ получения электроэнергии из воды. Первый прототип электрокинетической батареи выдал 1 миллиампер электричества с напряжением около 10 В этого было достаточно, чтобы зажечь светодиод.

В изобретении используется эффект разделения зарядов. Имеет место феномен, называемый, двойным электрическим слоем, когда ионы воды текут по каналу диаметром в 10 микрон с непроводящими стенками, на одном конце элемента питания возникает положительный заряд, на другом отрицательный.

В прототипе наличествовало около 400-500 тысяч раздельных каналов.

Профессор Костюк полагает, что в будущем такие водяные батарейки можно будет использовать в качестве элементов питания для смартфонов и КПК.

Ничего нет невозможного. Казалось, две разные вещи, две различных ипостаси - электричество и вода, практически антагонисты, но возможно получение электрической энергии и таким образом. Для этого вам понадобятся два металла, что образуют анод катод, один из них нужно воткнуть в дерево, а другой в почву.

Новая технология получения электричества из обычной воды

Электричество и вода из воздуха — спускаемся с небес на землю ...Недавно компания Tata Group подписала договор о сотрудничестве с Даниэлем Носера, ученым Массачусетского технологического института и по совместительству основателем компании SunCatalytix. Предметом их соглашения стала разработанная ученым технология получения электричества из обычной воды. Хотя аспекты их сотрудничества пока не разглашаются, уже сейчас ясно, что новая технология получения энергии позволит обеспечить электричеством более трех миллиардов человек по всему миру! Более того, заявляется, что технология Даниэля Носера позволяет вырабатывать энергию эффективнее, чем с помощью солнечных батарей.

Носера и его команда недавно обнаружили, что помещенные в сосуд с водой искусственный кобальт и покрытая фосфатом кремниевая пластина порождают электричество. Как и в фотосинтезе, этот процесс возникает из-за «выбивания» под действием солнечного света водорода из молекулы воды . Все секреты нового способа выработки электричества пока не раскрываются, но уже сейчас доказано, что технология позволяет получить из 1,5 литра достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить ею небольшой дом, а целый бассейн воды, в котором она будет обновляться один раз в день, выработает столько элекроэнергии, что её хватит для запуска завода!

Несмотря на то, что работы пока находятся на этапе тестирования, команда Tata Group и Даниэля Носера уже предвидит, сколько миллиардов людей они смогут обеспечить электроэнергией. Правда, с оговоркой, что районы, которые особенно ощущают дефицит электричества, чаще всего ощущают и дефицит необходимой для их технологии воды. Объединившись в одну команду всего полтора месяца назад, Tata Group и Даниэль Носера уже задались вопросом, как, основываясь на их открытии, реализовать выработку электричества, используя вместо воды землю.

Как получить электричество из водорода

Как добыть электричество в экстримальных условиях?! - Выживание в ...

Экологически чистое производство электричества из полученных электролитически водорода и кислорода - перспективная технология производства электроэнергии. Вы можете убедиться в этом самостоятельно, построив дома электролизную мини-электростанцию.

Шаг 1: Изготовьте электроды

Возьмите тонкую платиновую проволоку и отрежьте от неё два куска по 15 сантиметров длиной. Плотно обмотайте первый отрезок проволоки вокруг толстого гвоздя так, чтобы получилась спираль . Снимите спираль с гвоздя. Повторите то же самое для второго отрезка проволоки. Эти две спирали будут служить электродами.

В качестве электродов следует использовать платиновую проволоку, либо никелевую проволоку с платиновым покрытием.

Шаг 2: Соедините провода

Возьмите четыре коротких провода и зачистите их концы от изоляции. Затем скрутите конец первого провода с концом второго и с прямым участком проволочной спирали. После этого повторите операцию для оставшейся спирали - скрутите её свободный конец с концами третьего и четвёртого проводов.

Шаг 3: Закрепите электроды

На деревянной палочке от мороженого закрепите электроды изолентой рядом друг с другом так, чтобы под изолентой располагались скрутки проводов с электродами, а сами спирали электродов не были закрыты изолентой.

Шаг 4: Подготовьте стакан

Поместите палочку с закреплёнными на ней проводами сверху стакана с водой так, чтобы спирали электродов были погружены в воду. Приклейте концы палочки к краям стакана небольшими кусками изоленты. Убедитесь, что в воду погружены только спирали, скрутки проводов должны находиться вне воды.

Шаг 5: Подсоедините вольтметр

Подсоедините один провод от первой спирали и один - от второй к вольтметру. Вольтметр при этом должен показывать нулевое напряжение.

Иногда вольтметр может показывать ненулевое напряжение, например .01 В.

Шаг 6: Подсоедините батарейку

Подсоедините 9-вольтовую батарейку к оставшимся концам провода на несколько секунд. Вы увидите, что на поверхности электродов, погружённых в воду, начали выделяться пузырьки газа. Это явление называется электролизом. На одном электроде при этом выделяется водород, а на другом - кислород.

Шаг 7: Отсоедините батарейку

Отсоедините батарейку. Вы увидите, что вольтметр всё ещё показывает некоторое напряжение. Это платина электродов заставляет свободный кислород реагировать с водородом , при этом выделяется электричество, достаточное даже для того, чтобы запитать какие-нибудь низковольтные электрические устройства.

В процессе получения такой электроэнергии не образуется никаких экологически вредных отходов, ведь всё, что получается в итоге - это вода и водяной пар.

Источники: www.membrana.ru, electro-montazh.postroyforum.ru, itw66.ru, showsteps.ru, www.1958ypa.ru

Станция с искусственной гравитацией

В России решено создать частную космическую станцию, которая будет иметь отсеки на основе искусственной гравитации. Все этапы ее строительства планируется завершить ...

Объекты горы Бештау

Неопознанные летающие объекты появляются лишь в определенных местах. Во многих районах земного шара о них и не слышали. Это обстоятельство ...

Поездка на Южный Сахалин

Выбрать место для путешествия несложно, если знаешь, чего хочешь. Удивления и восхищения, впечатлений, от которых захватывает дух, сочетания ленивого отдыха в ...

Страна пива и родина Фольксваген

Догадаться просто – это Германия- страна с древнейшей историей. Начав свою историю еще в Древние века рядом с римлянами, Германия ...

Сущности в квартире

Наверное,многих людей к двадцать первому веку уже не удивить словами: Призрак, Полтергейст, Астральные сущности, Духи. Для многих это всего лишь ...

Актуальные тренды дачной мебели

Дизайн дачи давно уже никто не пускает на самотек, делая ее жалким вместилищем устаревшей для городской квартиры мебели, дешевых ...

Боевой Крот

В 1945году, уже после победы над гитлеровской Германией, на ее территорииработали разного рода «трофейные команды» бывших союзников, в результатечего проект немецкой ...

Фрески Тассили

Несколько лет назад мир был взбудоражен сенсационным событием: в сердце знойной Сахары обнаружены наскальные рисунки, сделанные много тысяч лет ...

Строительство под ключ

Строительство – довольно консервативная категория работ. Однако даже тут есть новинки, которые появляются из года в год. Сейчас на строительном ...

Теночтитлан

В1519 году испанец Эрнан Кортес, который на тот момент постояннопроживал на Кубе, отправился в экспедицию к мексиканскому берегу. ...

Заповедник реки Снир

Самым длинным притоком легендарной реки Иордан является река Снир, вытекающая с гор верхней Галилеи. Ее протяженность – около шестидесяти ...

Пенитентинцы – тайное общество бичевателей

Пенитентинцы[i] являются сектой бичевателей, по сути превратившейся в тайное общество и действующей на территории Нью-Мексико. «Католическая энциклопедия» 1914 года выпуска ...

www.objectiv-x.ru

Электричество из морской воды и света: возможно, найдена промышленная технология

Японские ученые научились получать пероксид водорода жидкого h3O2 из морской воды под действием солнечного света. Эффективность реакции оказалась достаточно высокой для того, чтобы использовать ее в топливных элементах для выработки электричества.

Морская вода может стать новым сырьем для получения электричества

Для этого исследовательская группа под руководством Cуничи Фукузуми (Shunichi Fukuzumi) (Университет Осаки) разработала фотоэлектрохимический элемент, который представляет собой солнечную батарею, производящую пероксид. Фотокатализатор абсорбирует фотоны попадающего на него солнечного света и затем использует их энергию для инициации окисления морской воды до пероксида. Количество продукта на выходе в эксперименте японских ученых превысило результат предыдущих экспериментов (с чистой водой) в 24 раза. Причина — в использовании именно морской воды, где отрицательно заряженные ионы хлора стимулируют реакцию.

До сих пор фотокаталитические методы получения жидкого h3O2 были недостаточно эффективны, а методы синтеза без участия света требуют затрат энергии, что делает их нерентабельными для производства вещества, из которого предполагается энергию получать. В большей части современных топливных элементов используется газообразный водород, который хранится в сжиженном виде. Жидкий пероксид намного удобнее и безопаснее в хранении.

Японский прибор пока не может сравниться с существующими топливными элементами в эффективности, однако исследователи собираются улучшить результаты, используя новые материалы.

Подробный отчет об исследовании опубликован в журнале Nature Communications.

www.popmech.ru

Создан дешевый катализатор для получения водорода из воды

Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

Ученые показали, что никель и бор, дешевые и доступные элементы, можно применять для получения новых катализаторов разложения воды на кислород и водород, это открытие может найти применение в экологически чистой энергетике будущего.

МОСКВА, 11 мая - РИА Новости. Ученые показали, что никель и бор, дешевые и доступные элементы, можно применять для получения новых катализаторов разложения воды на кислород и водород, это открытие может найти применение в экологически чистой энергетике будущего, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

До сих пор наиболее эффективным среди таких катализаторов электролиза воды (разложения на кислород и водород с помощью электричества) считается платина - дорогой и редкий металл, запасы которого на планете очень ограничены, в связи с чем многие научные группы ищут ему замену.

Ранее авторы новой статьи, группа Даниэля Носера (Daniel Nocera) из Массачусетского технологического института в США, уже показывали применимость для этих целей соединений кобальта - довольно распространенного и доступного металла. Чуть менее двух недель назад в прессе появилось сообщение о получении эффективного катализатора разложения воды на основе молибдена. Тем не менее, ученые продолжают поиски новых соединений, так как для коммерческого применения подобные катализаторы должны быть не только дешевы, но и на порядки более эффективны, чем их существующие прототипы.

В своей новой работе ученые из группы Носера описывают каталитическую систему, которая представляет собой соединение на основе элементов никеля и бора. Он может быть нанесено в виде тонкой пленки на любую поверхность с помощью электричества. На получающемся таким образом электроде, опущенном в водный раствор соединений бора (электролит), при приложении электрического напряжения менее, чем в два Вольта происходит реакция разложения воды с выделением кислорода. При этом на противоположном электроде происходит реакция с выделением чистого водорода.

Достоинство нового катализатора состоит в том, что он может быть получен из широко распространенных и дешевых элементов. Кроме того, он обладает хорошими рабочими характеристиками, которые позволяют надеяться на то, что подобные каталитические системы в будущем найдут коммерческое применение.

Для этого ученым необходимо увеличить мощность подобных катализаторов, "научить" их работать на обычной воде без применения дополнительных химических компонентов в качестве электролитов, а также для максимальной эффективности совместить в едином устройстве с солнечными элементами.

В такой энергетической установке избыток электричества, вырабатываемый в светлое время суток, может быть преобразован в водород и накоплен для использования в темное время суток. Эта концепция подразумевает полный цикл генерации и использования энергии малыми хозяйствами, что очень удобно и намного более эффективно, нежели централизованное получение энергии на электростанциях и дальнейшее ее распределение по электросетям.

ria.ru

Получение энергии из воды

solarcharger.com.ua

Новая технология фирмы BlackLight Power, Inc, под рабочим названием "Теория гидрино" - это процесс состоящий из химических реакций, в результате которых непосредственно вырабатывается электрическая энергия от преобразования водяного пара, в новую более стабильную форму молекул водорода. Исследователи заявили, что открытие компании "представляет собой фундаментальный прорыв в экологически чистых энергетических технологиях".

Академическая группа, в которую вошли кандидаты от Массачусетского технологического института и Калифорнийского технологического института, подтвердили в своих независимых исследованиях, что BlackLight добился исключительного технологического прорыва в процессах создания чистой энергии со своей технологией Catalyst - Induced - Hydrino - Transition, к тому же ее внедрение не требует весомых капитальных затрат.

"Технология BlackLight - постоянно действующая, мощная система производства, использующая водяной пар для превращения его в электричество, кислород и новую, более стабильную форму водорода - Гидрино, потенциал энергии горения которого в 200 раз больше, чем непосредственно водорода",- сказал Рэнделл Миллс, физик, исполнительный директор, президент BlackLight Power, Inc, и изобретатель процесса. Немаловажным является тот факт, что в свободной форме водород не доступен и может быть получен только с использованием энергии, а водяной пар повсеместно может быть получен даже из воздуха.

BlackLight Power, Inc задействовал в общей сложности 75 миллионов долларов активов для развития и коммерциализации своих технологий, и имеет лицензионные соглашения с компаниями, для использования своих запатентованных коммерческих проектов и процессов в системах отопления и производства электроэнергии. В ближайших планах компании реализовать пилотную установку в 100 Вт, которую планируют завершить к концу 2012 года и 1,5 кВт установку, которая сможет служить для сектора жилой электроэнергетики. В коммерческую продажу, она поступит после введения в эксплуатацию в начале 2013 года.

Дешевая энергия из воды

Идея получения энергии из водорода не нова. Все мы помним тотальную гонку вооружений, в которой не последнюю нишу занимали водородные бомбы. Однако радует тот факт, что ученые обратили свои усилия, чтобы обратить воду, а в частности ее составляющую – водород на благо человечества, а не для его уничтожения. Профессор Массачусетского технологического университета Дениел Носера вместе со своими помощниками разработали новую технологию получения экологически чистой энергии из воды.

Разработчики Sun Catalytix уверены, что их изобретение сможет применяться не только для обеспечения энергией отдельных домов и учреждений, но даже и в транспортных средствах. Их уверенность была подкреплена 4 млн. долларов в виде гранта от Агентства исследований в области энергетики и индийского машиностроительного гиганта Tata.

Компанией General Electriс в сотрудничестве с Национальной лабораторией им. Лоуренса в Беркли, расположенной в штате Калифорния США «Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab» разработана новейшая технология по накоплению энергии из воды.

Как утверждают ученые, заряда, которые создают новые батареи, хватает для преодоления расстояния до 400 километров на электрических автомобилях без дополнительной подзарядки. При этом стоимость новейшего устройства составляет четверть стоимости классических аккумуляторов.

Суть работы нового аккумулятора состоит в следующем: данное изобретение – это электрохимическая батарея, которая способна накапливать энергию и отдавать ее при протекании электрохимических реакций в емкости, наполненной водой. Однако стоит заметить, что в данных батареях используется непривычная нам вода. Скорее всего это можно назвать химическим раствором различных соединений. Данный раствор способен выделять одновременно несколько свободных электронов, что стало возможным благодаря качественно подобранному составу электролита. Данное свойство позволяет создать высокие показатели плотности энергии.

Давайте теперь рассмотрим строение этой аккумуляторной батареи. Данная система называется потоковой. В ней применяются два резервуара: в одном находится первоначальный электролит, а во втором электролит, который получил электрический заряд. В процессе подзаряда электрохимический раствор из первой емкости проходит во вторую, перемещаясь через электрохимический реактор, который состоит из определенного числа ячеек. Для получения электрической энергии рассматриваемый процесс движется в противоположном направлении. Эта система является достаточно безопасной, так как оба вида раствора хранятся в отдельных резервуарах и не смешиваются между собой. В результате чего полностью исключается возможность взрыва автомобиля в случае аварии из-за моментального выделения энергии.

Григорий Соловейчик , который является руководителем проекта, очень эмоционально отзывался о совместном изобретении. Он сообщил, что вся команды была очень взволнована тем, что их «детище» повлияет на все дальнейшее развитие электрических автомобилей. Соловейчик уточнил, что данные автомобили станут доступнее для граждан, благодаря низкой стоимости аккумуляторов и быстроте их заряда.

На сегодняшний день в электрических автомобилях используются в основном литий-ионные и литий-полимерные батареи. Новые аккумуляторы General Electric превосходят их по уровню безопасности в несколько раз. Эти аккумуляторы разработаны таким образом, что подойдут на все имеющиеся электрические автомобили. Таким образом, можно сказать, что изобретение компаний General Electric и Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab является прорывом в области создания аккумуляторных батарей.

Найден новый способ добычи энергии из воды

solarcharger.com.uaГруппа ученых сконструировала электрохимический элемент, способный эффективно использовать разность солёностей морской и пресной воды в качестве источника энергии. Энергию будут добывать из разницы между пресной и солёной водой.

В природе такая химическая энергия, запасаемая под действием Солнца, которое поддерживает водооборот, рассеивается при смешивании пресной и морской воды. Первый проект её использования появился в 1954 году, а одну из наиболее перспективных современных схем в 2009 году представил итальянский исследователь Дориано Броджоли. Разработанное им устройство во многом напоминает ионистор с электродами из активированного угля.

Реализовать схему Броджоли на практике, однако, довольно трудно, поскольку она чувствительна к примесям и растворённому кислороду. Рассматриваемый вариант электрохимической установки таких проблем лишён.

Работу нового элемента обеспечивают "анионный" и "катионный" электроды. В начале цикла эти электроды, в структуру которых включены соответствующие ионы, погружены в раствор низкой ионной силы — речную воду. На первом этапе батарея заряжается путём извлечения Cl- и Na+ из электродов, после чего речная вода заменяется морской, что сопровождается увеличением разности потенциалов между электродами. На третьем шаге батарея разряжается , а затем пресная вода вытесняет морскую, завершая цикл и снижая разность потенциалов.

Второй и четвёртый этапы проходят без выделения и поглощения энергии, тогда как на первой стадии энергия расходуется на "вытаскивание" ионов из кристаллической структуры. Третья фаза цикла сопровождается выработкой энергии, причём здесь можно получить определённый выигрыш за счёт того, что одинаковый объём заряда выделяется и поглощается на первом и третьем этапах при неодинаковой разности потенциалов. По расчётам авторов, функционирующая по такому принципу электростанция, которая обрабатывает речную воду со скоростью в 40 м3/с, могла бы выдавать до 100 МВт.

Устройство продемонстрировало эффективность преобразования энергии в 75% и стабильно и надёжно работало с "природными" образцами воды. Характеристики установки можно значительно улучшить, подобрав оптимальное расположение электродов.

Важным преимуществом своей технологии американцы считают то, что она работает и при низкой температуре. Если человечество полностью освоит этот возобновляемый источник энергии, оно сможет получать до 2 ТВт, что составляет около 13% от его нынешних потребностей.

Водород прекрасный возобновляемый, экологически чистый источник энергии. Одной из технологий получения водорода из воды является процесс электролиза, для реализации которого  необходима электроэнергия. В свою очередь электроэнергию мы можем получать из таких условно бесплатных и экологически чистых источников как солнце и ветер. Кроме всех прочих преимуществ, реализация этой цепочки позволит аккумулировать и «хранить» энергию солнца и ветра, что в разы повысит эффективность использования этих источников энергии и откроет новые возможности ее использования.

С высокой вероятностью можем предположить, что получение водорода из воды в промышленных масштабах с помощью экономически обоснованной технологии ознаменует новый виток развития нашей цивилизации. Над решением этой задачи работают лучшие умы и множество научных лабораторий.

Водородная энергетика — новый шаг

Ученые SLAC National Accelerator Laboratory Университета Торонто сделали новый весьма значимый шаг для развития водородной энергетики. Они разработали новый тип геля-катализатора, который применяется при получении водорода из воды через электролиз. Эффективность их геля-катализатора в три раза превышает существующие аналоги.

Применение этого геля является экономически целесообразным, поскольку при его производстве используются относительно недорогие доступные для промышленного производства металлы, такие как – железо, кобальт и вольфрам. Так же преимуществом этого геля является то, что, как утверждает один из его создателей Aleksandra Vojvodic, производство геля несложно поставить на промышленные рельсы.

Ученые SLAC National Accelerator Laboratory утверждают, что идеи и решения, благодаря которым был создан этот материал. весь свой потенциал еще не исчерпали – есть куда двигаться дальше. Будем ждать новых изобретений и решений.

У автора этого материала нет сомнений, что рано или поздно, источник экологически чистой энергии, альтернативный углеводородам, будет создан. И конечно хотелось что бы «рано», а не поздно, поскольку динамика экологической ситуации на нашей планете весьма удручающая.

В местах, где реки впадают в моря или океаны, пресная вода смешивается с солёной, и этот процесс способен поставлять человечеству немало даровой энергии. Ныне Дориано Броджиоли из университета Милана придумал простое и недорогое устройство для её извлечения.

О потенциале естественных источников такого рода учёные задумывались давно. Даже известны методы получения тока из мест контакта речной воды с морской. Экспериментальные установки вырабатывали мощность до киловатта на каждый литр пресной воды, протекающий через систему в секунду. Но методы эти базируются на специальных мембранах, через которые должна проходить вода. А мембраны эти дороги, и у них ограничен срок службы.

Дориано же разработал иной вариант технологии, основанный на конденсаторе с двойным электрическим слоем. «Основная идея заключается в том, что потенциал двойного электрического слоя зависит от концентрации ионов», — говорит изобретатель.

Он предложил построить такой конденсатор из двух пластин, созданных из высокопористого углерода. Сначала в него подаётся морская вода, в которой, как известно, всегда присутствует энное количество ионов хлора и натрия. Чтобы запустить систему в работу, на обкладки следует подать напряжение от «стартового» источника питания. Тогда положительный электрод привлечёт ионы хлора, а отрицательный — ионы натрия.

Далее в устройство подаётся пресная вода. Разность в концентрации соли заставляет ионы покидать обкладки и уходить прочь, преодолевая действие электростатических сил. Напряжение на электродах при этом заметно вырастает. В дальнейшем система уже сама вырабатывает ток, пока в аппарат поступают солёная и пресная вода. Только у него солёная морская вода пересекала линии поля от постоянного магнита.

Компьютерная симуляция устройства Броджиоли. Слева – при заполнении его солёной водой, справа – после добавления пресной. Яркость зелёного и красного отражает интенсивность электрического поля, возрастающего по мере диффузии ионов. Детали работы можно найти в статье в Physical Review Letters.

Лабораторные опыты Броджиоли показали, что идея работает. Теперь учёный мечтает построить установку большего масштаба.

Источники: solarcharger.com.ua, scsiexplorer.com.ua, batterygator.ru, www.segodnya.ua, vodamama.com, www.membrana.ru

Это интересно

Календарь Ацтеков

На «Камне Солнца», который известен ещё под названием «Календарь Ацтеков» древние жители Мексики зафиксировали многие знаменательные даты их ...

Мифические герои

Изображение дракона служило символом императора, а феникса — императрицы. Сочетание этих изящных и причудливых созданий в ...

Бальдр - сын Одина

Бальдр был любимым сыном верховного бога Одина и богини Фригг. Его братьями были Хермод и Хед, супругой - ...

Легендарный основатель Рима

Основатель Рима – Ромул был достаточно жесток, но был также и хорошим стратегом, что помогло ему ...

  • Пегас

    Бог огня Локи, странствуя по миру, забрел в Йотунхейм и прожил там три года у великанши Ангрбоды. Она родила ему трех детей: девочку...

  • Колизей - древний амфитеатр

    Кульминационным моментом мифологии Египта является противостояние Гора и Сета, в котором, по сути, выразилась борьба добра и зла. К сожалению, в большинстве...

objective-news.ru

Новый метод позволит получать энергию из воды с помощью солнечного света

Суничи Фукузуми (Shunichi Fukuzumi) и его коллеги из Осакского университета впервые в мире сумели добиться высокой эффективности фотокаталитической реакции превращения воды (h3O) в пероксид водорода (Н2О2). Перекись служит перспективным ресурсом для работы топливных элементов, который может стать отличной альтернативой молекулярному водороду, используемому в них сегодня. Ее намного проще хранить: пероксид не требует ни криогенных условий, ни мощных изолирующих стенок, препятствующих утечке легкого водорода.

Однако до сих пор не существовало достаточно эффективного метода получения пероксида водорода. Все варианты требовали применения сложных цепочек реакции и поглощали больше энергии, чем вырабатывали Н2О2. Лишь теперь Фукузуми и его соавторам удалось предложить подходящий для практического применения метод. Разработку они представили в статье, опубликованной журналом Nature Communications.

Ученые разработали фотокаталитический элемент на основе оксида вольфрама (VI), способный улавливать фотоны солнечного света и инициировать окисление Н2О до Н2О2. По сообщению авторов, за 24 освещенных часа содержание пероксида в воде достигло 48 мМ – в десятки раз выше, чем удавалось до сих пор. Фукузуми и его коллеги считают, что дело тут в ионах хлора: присутствуя в морской воде, они дополнительно ускоряют каталитическую реакцию.

При КПД топливной ячейки около 50% эффективность самой фотокаталитической реакции остается на уровне 0,55%, что дает всему процессу превращения солнечной энергии в электрическую КПД на уровне 0,28%. Пока что это, конечно, намного ниже эффективности работы обычных солнечных батарей. Однако авторы уверены, что метод удастся заметно улучшить и в дальнейшем он найдет широкое применение. Уж очень соблазнительна мысль получать энергию из воды с помощью света.

Источник материала: Naked Science

voda.org.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта