News image News image News image News image News image News image News image News image


Как превратить парниковые газы в чистое топливо
Нанотехнологии как наука - Нанотехнологии в энергетике

как превратить парниковые газы в чистое топливо

Трансформация парникового газа в полностью сгорающее топливо предлагает несколько преимуществ, одно из которых цена.

Эта идея лежит в основе нового процесса трансформации углекислого газа в метанол при комнатной температуре, разработанный группой учёных из Института биотехнологий и нанотехнологий в Сингапуре.

Молекулы CO2 очень стабильны, поэтому процесс конвертации газа в метанол обычно требует высоких температур и давления. Кроме того, в них используются катализаторы, содержащие токсичные ионы металла. “Наши катализаторы не токсичны, а реакция происходит быстро при комнатной температуре ”, - утверждает член исследовательской группы Джеки Йинг.

Катализатор, который используется командой Йинга, представляет собой тип химического вещества под названием N-гетероциклические карбены (NHC). Механизм, при котором NHC ускоряет преобразование, не определён, но он изменяет форму молекулы CO2, 'активируя' её таким образом, что водород свободно присоединяется к углеродному атому.

Катализатор может также помочь высвобождать водород из молекул гидросилана, которые являются источником водорода в новом процессе. Гидросилан – это дорогое химическое вещество, применяемое в производстве компьютерных чипов, поэтому команда хочет найти более дешёвый источник.

Потенциально этот процесс означает то, что углекислый газ берётся прямо из воздуха и превращается во что-то полезное, объяснил Юген Жанг, руководитель Центра нефтепродуктов, топлива и энергии из Университета Западной Австралии в г. Перт. Кроме топлива метанол можно использовать в качестве исходного сырья для химической продукции. Команда Жанга разрабатывает технологию преобразования CO2 в метанол с применением высокочастотных электромагнитных полей или плазмы для активации газа.

Неожиданное открытие роли наночастиц калия в эффективности получения водородного топлива

Исследования показывают, что путем контроля процесса образования депозитов калия на поверхности нанотрубок можно получить значительную экономию энергии. Основные результаты опубликованы: C. Richter, C. Jaye, E. Panaitescu, D.A. Fischer, L.H. Lewis, R.J. Willey and L. Menon. Effect of potassium adsorption on the photochemical properties of titania nanotube arrays. J. Mater. Chem., published online as an Advanced Article, March 27, 2009. DOI: 10.1039/b822501j.

Диоксид титана (TiO2) – универсальное химическое соединение, известное также как белый пигмент, используется в многочисленных приложениях и может быть обнаружен практически во всех областях повседневной жизни, начиная от зубной пасты и солнцезащитных кремов и заканчивая красками. Тридцать пять лет назад японские ученые продемонстрировали, что диоксид титатна может функционировать как фотокатализатор в процессах электролитического получения водорода из воды на солнечном свете. В последние годы исследователи из разных стран тестируют многочисленные способы оптимизации этого процесса с целью создания дешевых коммерческих экологически чистых технологий.

Поднять производительность катализатора можно путем увеличения площади его поверхности. Группа Северо-Восточного Университета сфокусировала свои исследования на изготовлении плотно упакованных структур из диоксида титана с большим соотношением площадь поверхности/объем. Вторая область исследований этой группы ученых – введение углерода в нанотрубки для повышения поглощательной способности системы в видимом диапазоне, поскольку чистый диоксид титана поглощает, в основном, в ультрафиолетовой области (большая часть ультрафиолета поглощается атомосферой).

Изображение (сканирующий электронный микроскоп) типичной структуры нанотрубок диоксида титана в фотокаталитическом элементе производства водорода из воды. Средний размер нанотрубок 90–100 нм (Изображение: Северо-Восточный Университет)

В основном, исследования проводили на синхротроне NIST, рентгеновский излучатель которого может быть с высочайшей точностью отъюстирован для измерений химических связей специфических элеметов. Как говорят ученые, оборудование NIST обладает, по крайней мере, на порядок более высокой чувствительностью по сравнению с обычным лабораторным оборудованием, что позволяет детекитровать различные элементы в сверхмалых концентрациях. Во время исследования поведения атомов углерода ученые обратили внимание на спектральные данные, которые показывали, что нанотрубки диоксида титана имеют небольшие остаточные количества ионов калия, осевших на их поверхности. Поскольку ученые использовали соли калия в процессе изготовления нанотрубок, вывод был очевиден – ионы калия – остатки процесса изготовления. Это был, вообще говоря, первый случай, когда калий наблюдался на поверхности нанотрубок диоксида титана, во всех предыдущих случаях спектральное оборудование было недостаточно чувствительно для этого.

Сам по себе, этот результат был умеренно интересен, однако интерес к нему резко возрос, когда ученые сравнили эффективность нанотрубок, покрытых остаточным калием, с действием аналогичных структур, изготовленных без участия калия. Новые, калий содержащие, структуры для производства того же самого количества водорода требовали на треть меньших затрат электроэнергии. Ученые акцентировали свои усилия на этом побочном эффекте, поскольку стало очевидно, что даже столь мизерные количества остаточного калия дают существенный выигрыш в эффективности электролиза. Это тем более перспективно, как говорят исследователи, что калий часто присутствует в электролитических элементах в виде гидроксида калия.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Фотонные нанокристаллы – лучший теплоизо

News image

Вакуум не только является проблемой космических путешественников, но и является одним из лучших теплоизоляторов в пр...

Очистка воды через нанотрубки

News image

Нанотехнологии помогут обеспечить питьевой водой регионы мира, страдающие от засухи, а так же области с за...

Младшие братья

News image

Возможности наноспутников обсуждали энтузиасты на конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», состоявшейся в Москве 16-17 се...

Нанокерамика выдерживает до 1400 градусо

News image

Исследователям из General Electric (GE) удалось создать новый тип высокотемпературной и надежной нанокерамики, которая будет во...

Блок-сополимеры (block-copolymers)

News image

Воображение древних людей породило множество мифологических чудовищ, сочетавших в себе части разных животных. Читая «Мифы Др...

Что нам готовят нанотехнологии: теория и

News image

В большом количестве печатных источников сообщается, что на основе нанотехнологий могут быть созданы товары и пр...

Наноспутники запустят в космос пачками

News image

В столице в среду начала работу научно-практическая конференция «Микротехнологии в авиации и космонавтике». Ученые продемонстрировали св...

Цеолиты: теперь еще объемнее!

News image

Цеолиты - кристаллические нано пористые твердые тела с диаметром пор приблизительно 1 нм - ис...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые слепили самого маленького в мире снеговика

Фигурка получилась высотой всего в одну сотую миллиметра – впятеро меньше толщины человеческого волоса. Как правило, дети состязаются друг с другом в ...

Инновационный термометр поможет физикам, работающим со

Когда физики стремятся охладить атомы до еще более низких температуры, они сталкиваются с непростой задачей по разработке новых, более надежных сп...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

Kyosemi использует в солнечных ячейках фотодиоды шарооб

На 2-ой Международной выставке по генерации электроэнергии с помощью фотовольтаических приборов (Second International Photovoltaic Power Generation Expo), проходившей 27 – 29...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.