Плавающие "искусственные листья" генерируют чистое топливо из солнечного света и воды - Pro-Gadgets

Карманный генератор электроэнергии HandEnergy. Что это и как работает?

Подводный скутер Waydoo Subnado. Цена и характеристики

Планшет Xiaomi Pad 5. Обзор, полные характеристики и цена

Прозрачный телевизор xiaomi: обзор, характеристики и стоимость

Странный ноутбук Aurora 7 с семью дисплеями

Xiaomi выпустит кнопочный смартфон с Android 12 и сенсорным экраном

Samsung Galaxy A23 5G и A04s скоро выйдут

Xiaomi Mi Band 7 Pro получит независимый GPS-навигатор. Характеристики и обзор.

Плавающие "искусственные листья" генерируют чистое топливо из солнечного света и воды

Pro-Gadgets | 17.08.2022 - 22:49:28 | Просмотров: 74

Ученые разработали плавающие "искусственные листья", которые генерируют чистое топливо из солнечного света и воды. В перспективе они могут работать в больших масштабах в море.

Ультратонкие, гибкие устройства, источником вдохновения для которых послужил фотосинтез - процесс, с помощью которого растения превращают солнечный свет в пищу, были разработаны исследователями из Кембриджского университета. Поскольку недорогие автономные устройства достаточно легки, чтобы плавать, они могут быть использованы для производства устойчивой альтернативы бензину, не занимая места на суше.

Искусственные листья

Испытания легких листьев на открытом воздухе на реке Кэм показали, что они могут преобразовывать солнечный свет в топливо так же эффективно, как и листья растений. Река Кэм - это главная река, протекающая через Кембридж в восточной Англии, и испытания проводились рядом со знаковыми местами Кембриджа, включая Мост вздохов, Библиотеку Рена и часовню Королевского колледжа.

Это первый случай, когда чистое топливо было получено на воде. Если масштабы проекта увеличатся, искусственные листья можно будет использовать на загрязненных водных путях, в портах и даже в море, что поможет снизить зависимость мировой судоходной отрасли от ископаемого топлива. О результатах исследования сообщается сегодня (17 августа 2022 года) в журнале Nature.

Технологии возобновляемой энергии, такие как ветровая и солнечная, в последние годы стали значительно дешевле и доступнее. Однако для таких отраслей, как судоходство, декарбонизация является гораздо более сложной задачей. Около 80% мировой торговли перевозится грузовыми судами, работающими на ископаемом топливе, однако этому сектору уделяется удивительно мало внимания в дискуссиях, связанных с климатическим кризисом.

В течение нескольких лет исследовательская группа профессора Эрвина Рейснера в Кембридже работает над решением этой проблемы, разрабатывая устойчивые решения для бензина, основанные на принципах фотосинтеза. В 2019 году они разработали искусственный лист, который производит сингаз из солнечного света, углекислого газа и воды. Сингаз является ключевым промежуточным продуктом в производстве многих химических и фармацевтических препаратов.

Искусственные листья, генерирующие чистое топливо

Более ранний прототип производил топливо, комбинируя два поглотителя света с подходящими катализаторами. Однако в нем использовались толстые стеклянные подложки и влагозащитные покрытия, что делало устройство громоздким.

"Искусственные листья могли бы существенно снизить стоимость устойчивого производства топлива, но поскольку они тяжелые и хрупкие, их трудно производить в больших масштабах и транспортировать", - сказал доктор Вирджил Андрей из Кембриджского химического факультета имени Юсуфа Хамида, соавтор статьи.

"Мы хотели узнать, насколько можно сократить количество материалов, используемых в этих устройствах, не влияя при этом на их производительность", - сказал Рейснер, возглавлявший исследование. "Если мы сможем уменьшить материалы настолько, что они будут достаточно легкими, чтобы плавать, то это откроет совершенно новые возможности использования этих искусственных листьев".

Для создания новой версии искусственного листа ученые черпали вдохновение в электронной промышленности. Технологии миниатюризации привели к созданию смартфонов и гибких дисплеев, совершив революцию в этой области.

Перед исследовательской группой из Кембриджа стояла задача - как нанести светопоглотители на легкие подложки и защитить их от проникновения воды. Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи использовали тонкопленочные оксиды металлов и материалы, известные как перовскиты, которые могут быть нанесены на гибкие пластиковые и металлические пленки. Устройства были покрыты водоотталкивающими углеродными слоями микрометровой толщины, которые предотвращали разрушение от влаги. В результате получилось устройство, которое не только работает, но и выглядит как настоящий лист.

"Это исследование демонстрирует, что искусственные листья совместимы с современными технологиями изготовления, представляя собой ранний шаг к автоматизации и увеличению масштабов производства солнечного топлива", - сказал Андрей. "Эти листья сочетают в себе преимущества большинства технологий производства солнечного топлива, поскольку они достигают низкого веса порошковых суспензий и высокой производительности проводных систем".

Испытания новых искусственных листьев показали, что они могут расщеплять воду на водород и кислород, или сокращать CO2 до сингаза. Хотя необходимо провести дополнительные усовершенствования, прежде чем они будут готовы к коммерческому применению, ученые говорят, что эта разработка открывает совершенно новые направления в их работе.

Искусственные листья

"Солнечные фермы стали популярны для производства электроэнергии; мы представляем себе подобные фермы для синтеза топлива", - говорит Андрей. "Они могли бы снабжать прибрежные поселения, отдаленные острова, покрывать промышленные пруды или предотвращать испарение воды из ирригационных каналов".

"Многие технологии возобновляемой энергии, включая технологии солнечного топлива, могут занимать большое количество места на суше, поэтому перенос производства на открытую воду означает, что чистая энергия и использование земли не конкурируют друг с другом", - сказал Рейснер. "Теоретически, можно свернуть эти устройства и разместить их практически в любом месте, практически в любой стране, что также поможет в обеспечении энергетической безопасности".

Источник: nature.com

БОЛЬШЕ ПОПУЛЯРНЫХ НОВОСТЕЙ

Дроны с 3D-печатью работают как пчелы, строя и ремонтируя конструкции во время полета

Технология, которая была протестирована в лаборатории, в конечном итоге может быть использована для производства и строительства в труднодоступных или опасных местах.

Pro-Gadgets - 2022-09-24 10:21:50

Ховербайк Aerwins Xturismo, способный летать в течение 40 минут (видео)

Ховербайк с впечатляющей дальностью полета произвел большое впечатление своей последней демонстрацией на Североамериканском автосалоне в Детройте.

Pro-Gadgets - 2022-09-22 21:09:37

Персональные стальные батискафы Nemo стали гораздо доступнее

Компания U-Bat Worx разработала такой персональный батискаф nemo. Стоимость первой версии подводной лодки была объявлена в 2020 году и составляла на тот момент 1 миллион долларов.

Pro-Gadgets - 2022-09-12 22:07:08

Очки Lenovo создадут персональный виртуальный дисплей где угодно

Компания Lenovo анонсировала новый носимый дисплей под названием Lenovo Glasses T1, который может подключаться к телефонам и компьютерам для просмотра видео или игр на большом виртуальном экране.

Pro-Gadgets - 2022-09-12 21:45:13

В центре Дубая хотят построить гигантский плавучий кольцевой город

Радикальная новая концепция под названием Downtown Circle, разработанная компанией ZNera Space, представляет собой массивную кольцевую городскую зону, парящую в небе на высоте 550 метров.

Pro-Gadgets - 2022-09-12 21:11:44

В сети появилась информация об удивительной разработке специалистов из Esperanto Technologies. Они создали новейший процессор, включающий в себя 1000 ядер RISC-V.

2022-06-27 01:41:45

Основная задача роутера - подключиться к сети интернет и раздавать его. Но иногда бывает такое, что сам роутер не подлежит восстановлению. Тогда приходится ехать в магазин и покупать новый. Купили роутер, а что дальше? Рассмотрим пример настройки при помощи роутера TP LINK TL-WR841N.

2022-06-27 01:41:45

Что такое цифровой 3D билборд? Как он работает?

Что такое VPN и как он работает?

Что такое голограмма? Как она работает и где используется.

Компьютерные чипы, имитирующие работу мозга

Что такое Android? Вот все, что вам нужно знать об Андроиде

Разница поколений: как работают ПК, суперкомпьютер и квантовый компьютер

Лучшие бесплатные VPN для Android-смартфонов: выбор ZOOM

Как работают сенсорные экраны?