 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Новый способ фоторазложения воды
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Новый способ фоторазложения воды
Исследователи из Китая и Израиля разработали новый эффективный способ применения солнечного света для расщепления воды на кислород и водород [1]. На первом этапе процесса вода окисляется до пероксида водорода, который затем разлагается в присутствии дешевого катализатора.
Разработчики уверены, что их процесс, для реализации которого требуются только дешевые, устойчивые и безопасные для окружающей среды катализаторы, уже сейчас может считаться одним из самых надежных методов фотолиза воды, при этом он вполне может быть оптимизирован далее.
Применение солнечного света для получения водорода представляет собой непростую задачу. Самой известной методикой является фотоэлектролиз – фотогальваническая ячейка преобразует энергию Солнца в электрическую, которая и применяется для разложения воды. Минимальная разность потенциалов, необходимая для расщепления воды, составляет 1,23 эВ, однако прямое расщепление воды протекает в соответствии со сложным четырехэлектронным механизмом, поэтому для приемлемой скорости реакции необходимо напряжение не менее 2 В. Это обстоятельство приводит к необходимости использовать три или четыре солнечные батареи, что, очевидно, увеличивает стоимость процесса.
Более простым вариантом расщепления воды мог бы являться просто фотокатализ, в ходе которого измельченный катализатор, суспендированный в воде, поглощает фотоны и катализирует процесс расщепления. В принципе, такой процесс был бы более дешевым и более простым для применения в промышленном масштабе. Однако эффективность многих фотокатализаторов составляет менее 0.1%, для их изготовления требуются дорогие материалы, катализаторы часто могут инициировать побочные реакции, продукты которых отравляют его.
Исследовательская группа из Университета Сучой (Китай), руководителем которой является Женхуй Кан (Zhenhui Kang), решила увеличить производительность фотокатализа расщепления воды. Взятый для процесса композитный катализатор содержит дешевый и доступный нитрид углерода C3N4, внедренный в специально разработанный композитный материал, содержащий углеродные наноточки. Фотокатализатор C3N4 расщепляет воду на водород и пероксид водорода, который обычно может связываться с поверхностью катализатора, отравляя его. Тем не менее, углеродные наноточки играют роль уже химического катализатора, способствующего разложению пероксида водорода на воду и кислород. Еще одна роль наноточек заключается в том, что они помогают фотокатализатору C3N4 поглощать больше света.
Эффективность нового фотокатализатора составляет 2%. Наилучшим фотокатализатором расщепления воды в настоящее время является нанокристаллический оксид кобальта, эффективность которого около 5% [2]. Тем не менее, оксид кобальта начинает терять свою активность уже в течение первого часа работы, а новый катализатор не снижает свой коэффициент полезного действия по крайней мере в течение 200 часов.
Стив Данн (Steve Dunn) из Университета Королевы Марии (Лондон) заявляет, что новый катализатор полностью меняет правила игры в процессах фоторасщепления воды. Эрвин Райснер (Erwin Reisner) из Кембриджа обращает внимание на то, что пероксид водорода сам по себе является ценным промышленным продуктом (он используется в качестве отбеливателя или дезинфицирующего средства) и предполагает, что было бы интересно исследовать возможность выделения пероксида водорода из реакционной смеси до его разложения.
Источники: [1] Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa3145; [2] Nat. Nanotechnol., 2014, 9, 69 (DOI: 10.1038/nnano.2013.272)
Источник: http://www.chemport.ru
10.03.2015 13:19 | |
|
