Разработан новый способ расщепления воды

28.06.2023

Водород является перспективным источником энергии будущего, при условии, что его производство будет экологически безопасным. Кроме того, водород играет важную роль в производстве активных ингредиентов и других значимых веществ. Однако разделение молекул воды (H2O) на газообразный водород (H2) и кислород является сложной задачей для химиков, так как молекулы воды очень стабильны. Для успешного расщепления воды необходимо активировать ее при помощи катализатора, что упрощает реакцию.

Команда исследователей под руководством профессора Армидо Штудера из Института органической химии Мюнстерского университета (Германия) разработала фотокаталитический процесс, в котором активация воды осуществляется через триарилфосфины, а не через комплексы переходных металлов, как это делается в большинстве других процессов.

Этот новаторский подход, опубликованный в журнале Nature, открывает двери в активное исследование радикальной химии. Радикалы являются высокоактивными промежуточными продуктами реакций. Команда удачно использует специальный промежуточный продукт - катион-радикал фосфин-воды - в качестве активированной формы воды, из которой атомы водорода могут быть легко отщеплены и переданы на другие соединения. Реакцию контролирует световая энергия.

"Наша система предоставляет идеальную платформу для исследования ранее неизученных химических процессов, где атом водорода выступает в качестве реагента в синтезе", - говорит профессор Штудер.

Доктор Кристиан Мюк-Лихтенфельд, который провел теоретический анализ активированной воды, отмечает: "Водородно-кислородная связь в этом промежуточном продукте является чрезвычайно слабой, что позволяет передачу атома водорода в различные соединения".

Доктор Цзинцзин Чжан, ответственный за экспериментальные исследования, добавляет: "Атомы водорода, активированные водой, могут быть перенесены в алкены и арены при мягких условиях, в так называемых реакциях гидрирования". Реакции гидрирования имеют огромное значение в фармацевтической промышленности, агрохимии и материаловедении.

Этот новый метод расщепления воды, разработанный командой исследователей, представляет собой значимый прогресс в области использования водорода как возобновляемого источника энергии и важного компонента в химической промышленности. Он открывает перспективы для создания более эффективных и экологически безопасных процессов получения водорода и других соединений из воды, способствуя развитию более устойчивой и энергоэффективной технологии.

<< Назад: Человеческие эмбрионы созданы искусственно 28.06.2023

>> Вперед: Электрический грузовой велосипед Cargo Buddy 27.06.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Магнитная живопись 04.03.2005 Группа мексиканских геофизиков под руководством Авто Гогичайшвили нашла новый метод датирования наскальной живописи. Так как красная краска, которой индейцы доколумбовой Америки рисовали свои фрески на стенах пещер, содержит частицы магнитных минералов - гематита и магнетита, в этих рисунках зафиксировано направление магнитного поля в те времена, когда фрески наносились на камень. Поскольку летопись изменений магнитного поля сохранилась и в окружающих горных породах, по магнетизму рисунков можно установить, когда они сделаны. Возраст изученных фресок - от восьмисот до тысячи лет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025