Производство водородного топлива с использованием фотосинтеза

13.02.2018 20:50

В последние годы исследователи со всего мира занимались вопросом производства водорода из воды. Причиной их интереса было то, что водородное топливо - «зеленое»,  то есть экологичное, является альтернативой для уже используемых видов топлива и производится из недорогого и доступного сырья - воды. 

Вода - это и единственный побочный продукт работы автомобилей на водородных двигателях, что разительно контрастирует с эффектом от автомобилей на обычном топливе, выбрасывающими в атмосферу вредные вещества и парниковые газы.
 

В статье, опубликованной в Nature Catalysisдоцент Галия Мааян с факультета химии Техниона (Израильский технологический институт в Хайфе) представила молекулярный комплекс (также называемый искусственным молекулярным кластером), который значительно повышает эффективность окисления воды. Этот результат достигается с помощью биомимикрии - области инженерии, где копируются природные механизмы. В данном случае был скопирован процесс фотосинтеза в природе. 

Фотосинтез - это природный процесс, который в ходе эволюции развился в растениях, бактериях и водорослях. Для превращения воды и оксида углерода в кислород и органические материалы используется энергия солнца. Этот процесс жизненно важен для жизни на Земле, поскольку все организмы, неспособные к фотосинтезу (включая людей), включены в пищевую цепочку, первым звеном которой является фотосинтетическая бактерия. Кислород, которым мы дышим, является продуктом фотосинтеза. 

Марганец (Mn) является одним из важных элементов процесса фотосинтеза. Вдохновленные природным процессом, многие исследователи пытались найти способ использования марганца как катализатора расщепления воды, пользуясь при этом электричеством как источником энергии. В результате этого процесса, называемого водным электролизом, получается водород, когда молекулы воды расщепляются с помощью электрического тока. В воду погружаются катод и анод, катод выпускает электроны в воду и привлекает кислород, а анод забирает электроны из воды и привлекает водород. Это очень сложный и энергоемкий процесс. Более того, основанный на марганце катализатор как правило оказывается нестабильным и распадается в процессе использования. 

Молекулярный комплекс, разработанный Мааян, должен изменить ситуацию. Кластер, представляющий собой сложную молекулу Mn12DH, обладает уникальными характеристиками, дающими значительное преимущество при расщеплении воды. Проведенные с этим комплексом эксперименты показали, что в итоге получается большое количество электронов, а также существенное количество кислорода и водорода, несмотря на относительно небольшие энергозатраты. Не менее важно отметить что это стабильный комплекс, и этим он выгодно отличается от других катализаторов, основанных на марганце.

По словам Мааян, «в природе эволюция создала белковую оболочку вокруг ядра марганца, которая стабилизирует его и предотвращает его распад. Пользуясь патентом природы, мы разработали органическую оболочку, которая стабилизирует марганцевый комплекс и позволяет ему раствориться в воде». 

 


Доцент Галия Мааян (слева) и исследователь Наама Глуз (фото пресс-службы Техниона)

Большая часть описанной в статье работы была выполнена Наамой Глуз, студенткой Техниона, готовившей свою магистерскую работу под руководством Мааян. Глуз продолжает исследовать уникальный молекулярный комплекс в рамках своего доктората. В предварительных экспериментах она смогла продемонстрировать, что комплекс может расщеплять воду даже при облучении светом из обычной лампы. В будущем это сделает возможным получать кислород и водород быстро и в больших количествах, и прийти к ситуации, в которой этот процесс будет происходить только на солнечной энергии, без дополнительных энергозатрат.

 

Источник: MFA
Фото: Технион

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
5.05.2018

Исследователи из Техниона разработали технологию, заменяющую скальпель биоматериалами

Замена металлических лезвий биологическим процессом может сделать челюстно-лицевую хирургию...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
19.08.2018

Письмо 15-летнего израильтянина генсеку ООН

В Международный день молодежи, ежегодно отмечаемый 12 августа, 15-летний израильтянин Ури Хацрони из расположенного на...
Израиль
19.08.2018

Советник президента США по нацбезопасности Джон Болтон прибыл в Израиль

В воскресенье, 19 августа, в Израиль с первым официальным визитом в качестве советника президента США по национальной безопасности прибыл Джон...
В мире
В мире
18.08.2018

Генсек ООН предложил ввести в Газу вооруженный контингент «для защиты палестинцев»

Генсек ООН Антониу Гутерриш опубликовал четыре варианта выполнения резолюции Генассамблеи по обеспечению...
В мире
17.08.2018

В Северной Ирландии националисты сожгли израильские флаги

В Северной Ирландии в среду были публично сожжены флаги Израиля и Великобритании в рамках ежегодной акции, которую в...
Бизнес
Бизнес
9.07.2018

IKEA Sale — 11 июля начинается распродажа

IKEA объявила дату начала летней распродажи — 11 июля.
Бизнес
19.06.2018

Открытие бизнеса в США для израильтян станет доступнее

Новые правила ведения бизнеса в США для израильтян создадут прекрасные условия для развития стартапов...
Бизнес
28.05.2018

Закон 6-и минут: революция в службе поддержки в Израиле

Кнессет одобрил закон, согласно которому любая компания, представляющая услуги клиентам будет обязана отвечать на звонки в службу поддержки не позднее,...
Бизнес
22.05.2018

Карта израильских стартапов по данным ЦСБ

Центральное статистическое бюро Израиля опубликовало данные о стартап-компаниях, действующих в стране в 2011-2016 годах.
Бизнес
24.04.2018
 Илья Липецкер

Сказ о том, как добрые госмонополисты решили немного придушить малый бизнес

Госмонополист банит мелкие кафешки за отказы получать его услуги....
Наука и технологии
Наука и технологии
8.08.2018

Израильские ученые сделали редкое открытие нового светочувствительного белка

Изучение светочувствительных белков открывает новые пути лечения целого ряда нейрональных расстройств.​
Наука и технологии
29.07.2018

Израильские ученые нашли метод получения электричества и водорода из бактерий

Процесс выработки энергии с помощью фотосинтезирующих бактерий происходит без загрязнения окружающей среды.
Наука и технологии
18.07.2018

Израиль испытывает систему перехвата «огненных шаров»

На границе сектора Газы проводят испытания опытных образцов системы «Ястреб», которая будет бороться с «огненными змеями»....
Медицина
Медицина
10.08.2018

Генерал: «Меня тошнит от стыда за перемирие с ХАМАСом»

Бывший начальник штаба Южного округа ЦАХАЛа бригадный генерал запаса Цвика Фогель безапелляционно...
Медицина
18.07.2018

Иранский телеканал выдал российское оружие за израильское

Сирийское новостное агентство SANA сообщило, что в ходе контртеррористической операции, проводившейся...
Медицина
17.07.2018
 Юрий Моор

Ну, они тупые!

Нет, не американцы. Михаил Задорнов внушал эту ложь россиянам, чтобы те расслабились....
Деньги
Деньги
5.08.2018

Моше Кахлон о повышении кредитного рейтинга Израиля

Рейтинг Израиля сейчас находится на уровне США, Австралии, Швейцарии и Сингапура.
Деньги
29.07.2018

Минюст потребовал урезать пенсии бойцам ЦАХАЛ

Минюст и Минфин Израиля требуют сократить пенсионные выплаты бойцам ЦАХАЛ
Деньги
27.07.2018

У ООН закончились деньги

Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш заявил, что бюджет организации опустел и необходимо немедленно исправлять ситуацию. 
Деньги
25.07.2018

«Битуах леуми» – накануне краха?

Сценарий банкротства системы национального страхования – вовсе не гипотетический.
Деньги
23.07.2018

Юг Тель-Авива признан районом национального предпочтения

На оказание помощи африканским нелегалам выделено 28 миллионов шекелей на три года.
Культура
Культура
26.07.2018

Евровидение в Израиле снова поставили под удар

"Телеканал " Кан" требует увеличения бюджета конкурса, иначе Израиль потеряет свои полномочия на проведение...
Культура
17.07.2018

Новое шоу Барона-Коэна: полковник ЦАХАЛ учит детсадовцев разбирать миномет

В минувшее воскресенье британский телеканал Channel 4 выпустил в эфир первую серию сатирической программы Who is America?...
Культура
12.07.2018

Национальная безопасность или жизнь ребенка?

Наш аэропорт стал местом, где разделяют семьи и выдворяют гостей.
Публицистика
Публицистика
21.08.2018
 Лев Клоц

Я дома

Я люблю свою страну. Со всеми минусами и плюсами. Как любят члена семьи.
Публицистика
20.08.2018
 Макс Лурье

Курс на мир

Курс на мир с ХАМАСом уже приносит реальные плоды...
Публицистика
19.08.2018
 Григорий Гуревич

Экономика США: провал прогнозов левых

Прошло полтора года, как Трамп вступил в должность президента США. С чем же в действительности столкнулась Америка при...
Публицистика
18.08.2018
 Дина Лиснянская

Арабский взгляд: у евреев нет прав на Израиль

Бывший министр культуры Иордании Салах Джарар призвал всех евреев вернуться по домам...
Публицистика
18.08.2018
 Мириам Гурова

«Гиря говномера»

Теперь они не отмоются никогда.
Репатриация
Репатриация
16.07.2018

Игорь Лупинский и Илька Гутман: «Ехать в Израиль – как в Израиль»

Илька Гутман  и Игорь Лупинский– основатели Школы финансовой ответственности, не один раз обжегшись о...
Репатриация
11.06.2018

Иван Ургант репатриировался в Израиль

Российский актер и телевизионный ведущий обзавелся израильским паспортом.
Репатриация
29.05.2018

206 репатриантов из 3 стран прибыли в Израиль

206 новых репатриантов из Украины, Бразилии и Аргентины прибыли вчера и сегодня (понедельник и вторник) в аэропорт Бен-Гурион...
Репатриация
29.03.2018

В этом году в Иерусалиме: более 5200 репатриантов впервые отпразднуют Песах в Израиле

В канун праздника в Израиле приземлился рейс Фонда Дружбы с репатриантами из Франции на борту
Юмор
Юмор
12.06.2018
 Ян Каганов

Еврейское порно

Всё-таки я с трудом представляю себе еврейские порнофильмы.
Юмор
2.06.2018

«Нихреновости». Май 2018

Cамый неубиваемый видеожурнал Израиля - Нихреновости
Юмор
9.04.2018
 Александр Непомнящий

Краткое содержание минувшей ночи

Сирия (зализывая раны): Аааааааай...  Иран...
Юмор
6.04.2018

«Нихреновости». Выпуск № 52

Держите руку на пульсе, пока он есть. Нихреновости.
Юмор
24.03.2018

«Нихреновости». Выпуск № 50

Пятидесятый выпуск видео-дайджеста Нихреновости немного особый. Авторы журнала решили подёргать...