Искусственные листья обеспечат электроэнергией страны третьего мира
Пожалуй, в истории солнечной энергетики скоро появится новая страница. Исследователи и инженеры из Политехнического университета Турина на данный момент работают над созданием устройства, принципы работы которого весьма сходны с механизмом фотосинтеза у растений. Новая технология позволяет под воздействием солнечной энергии расщеплять воду на кислород и водород. На протяжении разработки устройство получило характерное название – искусственный лист.
«Полагаю, что воссоздание системы фотосинтеза в искусственных условиях можно приравнивать к созданию одного из Святых Граалей науки. Это устройство представляет собой стабильный и экологически чистый источник возобновляемой энергии. Для того, чтобы получить электроэнергию, необходимы только свет и вода. Результатом работы технологии является выделение водорода, который можно использовать как экологически чистое топливо высокой эффективности» – сказал в интервью основатель экспериментальной лаборатории Biosolar Lab Джеймс Барбер.
Чудо-устройство размером всего лишь с игральную карту, а изготовлено оно из весьма недорогих и широкодоступных материалов. В составе его, в частности, электроника и катализаторы, то есть вещества, ускоряющие химические реакции. Полученные в результате работы устройства кислород и водород поступают в специальные топливные элементы, которые вырабатывают электроэнергию.
Характерно, что для успешной и стабильной работы новому механизму не нужны какие-то особые условия, такие как особенный микроклимат или давление. Химические процессы в нём высоко стабильны при обычных природных условиях. Это потрясающее открытие может стать довольно хорошим и недорогим источником электричества для развивающихся стран. Как заявляют исследователи, чтобы обеспечить один дом электричеством в течении дня с использованием этой технологии, необходимо около четырех литров воды. При воздействии прямых солнечных лучей.
«Целью нашей работы является обеспечение каждого дома в бедных странах возможностью получить собственную электростанцию. Ведь технология не требует больших затрат, поэтому уже можно представить целые деревни в Африке и Индии, которые живут с использованием электричества, полученного по новой технологии. Впрочем, потенциал использование искусственных листьев достаточно широк. Ведь такой принцип работы можно использовать и в автомобилях, и в промышленном секторе» – думает учёный лаборатории Biosolar Lab Кристина Паглиано.
В лабораторных условиях во время экспериментальной эксплуатации устройство проработало 45 часов без снижения энергетической выработки. Также интересно отметить, что по своим фотосинтетическим свойствам искусственный лист оказался вдесятеро эффективнее обычного.
Тем не менее, с выходом на массовый масштаб разработчики не спешат. Как было сказано в интервью, планируется потратить ещё несколько лет на завершение разработки, а потом ещё около пяти лет для создания промышленного варианта продукта. Тем не менее, уже можно воображать себе на улицах города электронные деревья с тысячами искусственных листочков, которые соседствуют со своими живыми собратьями. Такое себе единение техно с природой.
Источник: imxo
Искусственные листья теперь могут самовосстанавливаться и производить энергию из воды
Первый в мире «искусственный лист» получил новое свойство, которое позволит ему стать более эффективным в обеспечении людей из развивающихся стран и отдаленных областей электричеством. Инновационная функция заключается в способности самовосстанавливаться после повреждений, полученных в процессе производства энергии.
Доктор Daniel G. Nocera, описал новое свойство во время Национального Собрания и Экспозиции Американского Химического Общества (National Meeting & Exposition of the American Chemical Society), крупнейшего в мире научного сообщества.
Nocera, лидер команды исследователей, объяснил, что «искусственный лист» подражает способности настоящих листьев производить энергию из солнечного света и воды. В отличие от сложного настоящих листьев, устройство представляет собой простую пластину кремния с каталитическим покрытием. При помещении устройства в банку с водой с доступом солнечного света, катализатор устройства разделяет воду на ее составляющие компоненты, . Пузырьки газов могут быть собраны и использованы как топливо для производства электричества в топливных элементах.
«Мы случайно обнаружили, что некоторые катализаторы обладают свойством самовосстанавливаться», говорит Nocera. «Они похожи на «живые катализаторы. Это важная инновация, упрощающая использование «искусственных листьев» в развивающихся странах и других отдаленных районах».Доктор Daniel G. Nocera, профессор в Гарвардском Университете (Harvard University), объяснил, что «искусственные листья» скорее всего, найдут свое первое применение в обеспечении «персонализированным» электричеством частных домов в зонах с нехваткой традиционных электрических генераторов. Менее одного литра питьевой воды будет достаточно для производства 100Вт электричества в течение 24 часов. Ранние версии требовали наличия чистой воды т.к. со временем бактерии формировали биопленки на поверхности листьев, и блокировали работу устройства.
«Свойство самовосстановления делает возможным работу «листьев» в обычной, бактерия-содержащей воде», говорит Nocera. «Мы нашли способ для изменения условий так, что часть катализатора разрушается, блокируя бактерии и делая невозможным образования биопленок. Затем катализатор может самовосстановится».
Ранние устройства такого типа использовали дорогие материалы и имели сложные конструкции. Но в «искусственных листьях» Nocera использованы более дешевые материалы и их дизайн заметно упрощен, что делает их хорошим вариантом для массового производства. Также эти устройства имеют преимущества в сравнении с солнечными батареями, – водород и кислород, произведенный «искусственными листьями» может быть использован ночью.
Nocera заявляет, что около 3 миллиардов людей сегодня живут в зонах с отсутствием доступа к традиционному производству электричества. Число этих людей будет расти. Около 1 миллиарда людей в развивающихся странах уже испытывают недостаток в доступе к чистой воде. Таким образом, уже сейчас существует острая необходимость в таком простом и универсальном устройстве как «искусственный лист».
Источник: American Chemical Society.
