Очистка воды и производство водорода с помощью искусственного фотокатализа

23.11.2023

Исследователи из Кембриджского университета представили инновационное устройство, работающее на солнечной энергии, способное одновременно преобразовывать загрязненную или обычную морскую воду в водородное топливо и чистую питьевую воду.

Новое устройство, основанное на солнечной энергии и использующее искусственный фотокатализ, представляет собой значимый шаг в решении глобальных проблем с питьевой водой и топливом, особенно в странах третьего мира.

Ученые внедрили фотокатализатор, поглощающий ультрафиолетовый свет, на наноструктурированную углеродную сетку, которая, в свою очередь, впитывает инфракрасный свет. Этот подход призван стимулировать процесс образования водяного пара, который используется фотокатализатором для производства водорода. Пористая углеродистая сетка, обработанная для отталкивания воды, позволяет фотокатализатору свободно перемещаться и сохраняться над поверхностью воды, минимизируя воздействие загрязнений. Также эта конфигурация устройства повышает эффективность использования солнечной энергии. Исследователи смогли эмулировать технологию транспирации, подражая процессу движения воды через растение и ее испарению из надземных частей.

После этого ученые провели испытания своего изобретения, используя реальные источники открытой воды, включая реку Кем в центре Кембриджа и мутные промышленные стоки от производства бумаги. В результате устройство поддерживало 80% начальной производительности даже через 154 часа в искусственной морской воде.

Согласно утверждениям исследователей, так как фотокатализатор изолирован от загрязнений в источнике воды и остается относительно сухим, устройство способно сохранять свою эксплуатационную устойчивость на протяжении длительного времени.

<< Назад: Квантовый алгоритм защиты данных 23.11.2023

>> Вперед: SNSPD-камера для исследования фотонов 22.11.2023

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 Магнитные головки полируют зеленым чаем 19.07.2004 Инженеры из Аризоны придумали, как на основе зеленого чая приготовить дешевую и, главное, биоразлагаемую жидкость для полировки магнитных головок. Считывающие головки магнитных дисков нужно полировать очень тщательно: если на поверхности и случаются неровности, их высота не должна превышать десяти ангстрем. Чтобы смывать всевозможные пылинки, а равно и частички полировочного порошка, служит жидкость с липкими добавками. Как нетрудно догадаться, обычно эти вещества специально синтезируют, и, будучи не по зубам почвенным микробам, они после использования загрязняют окружающую среду. Объем таких отходов не мал - за год выпускают более 160 миллионов жестких дисков. Поэтому и возникает желание заменить синтезированные вещества на природные: они-то изначально предназначены в пищу микроорганизмам. В жидкость для полировки магнитных головок инженеры из малой компании "Ventana Research Corporation" во время работы по гранту Национального фонда науки (США), выделенному по программе поддержки инновационных исследований, предложили добавлять компоненты экстракта зеленого чая. "Это именно те вещества, которые создают темный налет на чайных и кофейных чашках, - говорит руководитель компании Джон Ломбарди. - Они легко прилипают к частицам керамического абразива. Попытки изготовить жидкость на основе природных компонентов предпринимались и ранее, однако нам удалось сделать их из дешевого, доступного сырья - листьев чая". Догадаться, что липкое вещество надо искать в чае, было непросто. Тут помог случай: однажды руководитель работы заметил, что строение компонентов клея, которым морские желуди приклеиваются к днищу судов, похоже на танины чая. Ну а уж выделить соответствующее вещество из растения было делом техники.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025