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

Искусственные клетки могут вырабатывать

News image

В статье исследователей из Йельского университета и Национального института стандартов (NIST) (США), вышедшей в журнале Ad...

Теплопередача в графене больше, чем ожид

News image

В лаборатории IBM были проведены исследования теплопередачи между графеном и подложкой, на которой сформировано графеновое ус...

Новые приборные панели Audi будут работа

News image

Специалисты автомобильной компании Audi для разработки высокотехнологичных приборных панелей остановили свой выбор на универсальном процессоре Te...

Физические и химические процессы в ракет

News image

Современные жидкостные ракетные двигатели, принципы работы которых были предложены Циолковским более века назад, требуют дальнейшего со...

Сверхполиэтилен

News image

Кризис — хорошее время, чтобы избавиться от старого производства на устаревшем оборудовании и при наличии ср...

Новый материал увеличит емкость чипов па

News image

Ученые из университета Северной Каролины создали композитный материал, который позволит радикально увеличить емкость компьютерных чипов па...

Стереоматериалы как будущее нанофотоники

News image

Право - и левовращающие изомеры молочной кислоты — пример стереохимии, направления химии, занимающегося изучением влияния пр...

Раскрыта тайна треугольных снежинок

News image

Снегопад вопросов о таинственной треугольной форме снежинки вскоре может ослабеть, благодаря новым исследованиям по формированию сн...

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...

Нанотрубки научились получать в промышленных масштабах

Углеродные нанотрубки, основу для сверхпрочных материалов, можно будет получать в промышленных масштабах: благодаря изобретению американских химиков их стоимость заметно снизится. Нанотрубка – ...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

. С ноутбуком без подзарядки

Специалисты Стэнфордского университета (Stanford University), США, под руководством профессора И Куи (Yi Cui) нашли новый способ создания кремниевых анодов литий-ионных ба...

Новый метод создания электродов для измерения свойств н

Ученые, изучающие физические явления на наноуровне, хорошо знают, что «припаять» контакты к единичной органической молекуле зачастую намного сложнее, чем синтезировать са...

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.