Физики из университета штата Иллинойс в Чикаго (США) создали солнечные батареи, дешево и эффективно преобразующие атмосферный углекислый газ в углеводородное топливо, используя энергию света и воду, сообщает strf.ru.

Солнечная батарея американских учёных представляет собой не фотоэлектрическое, а фотосинтетическое устройство. Как известно, за миллионы лет эволюции растения и цианобактерии научились захватывать фотоны солнечного света и использовать их энергию для сборки молекул питательных веществ. С химической точки зрения  этот процесс очень эффективен,  но при этом растения используют лишь 1-2% энергии солнечного излучения. В последние годы учёные неоднократно пытались «улучшить» КПД растений, меняя их геном, и создать более эффективный искусственный аналог фотосинтеза.

В Чикаго этот процесс довели до логического конца, создав такой катализатор, который использует 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 учёные, 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.

silk_leaf_project-si

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 учёных, их «лист» начинает работать уже при обычном солнечном освещении, и не требует концентрации света, как многие другие фоторасщепители воды и углекислоты.

Учёные добились того, что их катализатор использует свыше 24% энергии света — гораздо выше, чем существующие аналоги. Такой показатель является важной вехой — он заметно выше отметки в 17% КПД, которую многие эксперты 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».

Изобретатели считают, что подобные 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 их 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. Учёным еще предстоит создать такие фотоэлементы, которые бы не разрушались под действием ионной жидкости и протекающих в ней химических процессов.

👁 185
comments powered by HyperComments

Оцените статью
Рейтинг: 1Рейтинг: 2Рейтинг: 3Рейтинг: 4Рейтинг: 5 (нет оценок)