Быстрый способ определить катализаторы для хранения солнечной энергии

Быстрый способ определить катализаторы для хранения солнечной энергии

Давным-давно природа решила проблему преобразования солнечной энергии в топливо, изобретя процесс фотосинтеза. Растения превращаютсолнечный свет в химическую энергию в форме биомассы и одновременно производят кислород – полезный для окружающей среды побочный продукт.

Современные исследования в области солнечной энергии сосредоточены на изобретении подобного процесса, при котором солнечную энергию можно накапливать, хранить и использовать в средствах передвижения и в ночное время.

«Общепринят тот факт, что солнечная энергия – самый обильный источник энергии на планете», - поясняет профессор химии в Висконсинском университете в МэдисонеШэннонШталь. «И хотя солнечные панели могут превращать солнечный свет в электричество, солнце светит не всегда».

Поэтому для науки и общества поиск эффективного способа хранения солнечной энергии является первоочередной задачей.В настоящее время основные усилия ученых сосредоточены на электролизных реакциях, при которых вода, углекислый газ и другие изобилующие виды сырья под воздействием солнечного света превращаются в химикаты, которые можно хранить для последующего использования.

Камнем преткновения является поиск недорогих и легкодоступных электрокатализаторов, которые ускоряли бы эти реакции. Сейчас поиск подобных катализаторов может стать намного проще благодаря исследованию, проведенному Шталем, научным сотрудником Висконсинского университета в Мэдисоне Джеймсом Геркеном и их коллегами.

В статье,опубликованной на этой неделе в журнале «AngewandteChemie», ученые описывают новый высокопроизводительный метод определения катализаторов для окисления воды.

Геркенуверен, что для производства солнечного топлива просто необходимы эффективные и изобилующие в природе электрокатализаторы, ускоряющие оксидирование воды. «Если удастся их найти, процесс будет безостановочным».

Существующая технология хранения солнечной энергии экономически не жизнеспособна, так как использование солнца для расщепления воды на кислород и водород неэффективно.

По словам Шталя, при оксидировании воды высвобождаются электроны и протоны, необходимые для производства водорода, а более эффективные катализаторы минимизируют потери энергии при превращении солнечной энергии в химическое топливо.

Но эффективность – не единственное требование к катализаторам; они также должны состоять из веществ, чаще встречающихся в природе и менее дорогостоящих, чем такие металлы, как платинаи редкие элементы земной коры, являющиеся сегодня компонентами самых эффективных катализаторов.

Согласно Шталю и Геркену, поиск перспективных электрокатализаторов тормозят затратные и трудоемкие методы его ведения. Более того, количество возможных катализаторов намного превосходит количество опытов, которые можно провести для проверки материала традиционными методами.

В докладе, опубликованном в журнале «AngewandteChemie», Геркен, Шталь и их коллеги описывают метод отбора, при помощи которого можно быстро оценить потенциал новыхэ лектрокатализаторов. Проще говоря, технология использует ультрафиолетовое излучение и люминесцентную краску для тестирования перспективных металлооксидных электрокатализаторов.

Камера захватывает изображения решетки тестируемого катализатора во время электролиза, когда краска реагирует на образование кислорода. Такой метод является крайне эффективным способом одновременной сортировки многочисленных веществ и отбора подходящих.

Команда ученых из Висконсина уже определила несколько новых металлооксидных катализаторов, состоящих из недорогих материалов, таких как железо, никель и алюминий, что, возможно, решит проблему хранения солнечной энергии.

EnergyDaily, перевод с английского – Наталья Пристром

http://www.solardaily.com/reports/High_speed_method_to_aid_search_for_solar_energy_storage_catalysts_999.html

  • Дата публикации: 31.05.2012
  • 331

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться