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
7.01.2018

Морские губки покажут человечеству новые технологии стеклопроизводства

Природа давно освоила создание очень сложных стеклянных структур в низких температурах - секрет, пока неизвестный человечеству.​​...
Наука и технологии
24.11.2017

Израильских ученых отметили крупнейшей премией Британии

Биоинженеры придумали биочипы, которые сокращают время лабораторных анализов до трех часов

Лента новостей:

Израиль
Израиль
27.05.2018

Либерман сообщил о начале строительства морского барьера на границе с Газой

В районе пляжа Зиким начато возведение морского барьера, который заблокирует...
Израиль
27.05.2018

Развозов: Пора освободиться от диктатуры раввинатских судов

Сегодня будет рассмотрен законопроект Константина Развозова ("Еш Атид"), согласно которому...
Израиль
26.05.2018

Умер боец «Дувдеван» Ронен Любарски, раненный во время операции по задержанию террористов

Военнослужащий подразделения "Дувдеван", 20-летний Ронен Любарски из Реховота, получивший...
Израиль
26.05.2018

В порт Хайфы вошли корабли NATO для проведения совместных учений с ВМС Израиля

В пятницу, 25 мая, в порту Хайфы встали на якорь два корабля NATO: HMS Duncan британских...
В мире
В мире
25.05.2018

Харви Вайнштейн сдался полиции. ВИДЕО

Голливудский кинопродюсер Харви Вайнштейн, которого более 50 женщин обвинили в сексуальных домогательствах, сдался полиции Нью-Йорка....
В мире
23.05.2018

Алан Дершовиц готовит иск против арабских стран за дискриминацию израильских спортсменов

Известный американский адвокат Алан Дершовиц объявил о начале работы по подготовке международного...
В мире
23.05.2018

Израиль осудил пародию на Нету Барзилай в голландском шоу

Пародия в голландском ТВ шоу на победительницу Евровидения-2018 Нетту Барзилай вызвала международный скандал.
В мире
23.05.2018

Israel Defense: ЦАХАЛ примет участие в учениях NATO в Прибалтике

Подразделения Армии обороны Израиля примут участие в мультинациональных учениях Saber Strike 18 в Польше и странах...
Бизнес
Бизнес
27.03.2018
 Дэнни Чабино

Поднимите себе минимальную зарплату

Чаще всего, наёмный рабочий представляется нам рабом на...
Бизнес
23.03.2018

Волшебная Беларусь

Израильтяне все чаще отдыхают в Стране Озёр
Наука и технологии
Наука и технологии
11.05.2018

Революционные нанотехнологии из Израиля: капли вместо очков

Капли для глаз, содержащие наночастицы, могут стать революцией в офтальмологическом и оптометрическом лечении.
Медицина
Медицина
25.05.2018

Ракетный удар по базе «Хизбаллы», и иранских сил на западе Сирии. Подробности

Вечером 24 мая из воздушного пространства Ливана был нанесен ракетный удар по сирийской авиабазе...
Медицина
14.05.2018

«Великое шествие» на границе Газы: десятки убитых, тысячи пострадавших

Министерство здравоохранения Газы сообщает о 55 убитых и более 2000 пострадавших в ходе "великого шествия" на границе...
Медицина
30.04.2018
 Александр Непомнящий

Обуздать иранскую угрозу

Нетаниягу во всем великолепии своего ораторского мастерства.
Медицина
23.04.2018

Сеть «Супер-Фарм» начинает продавать медицинскую марихуану

Сеть «Супер-Фарм» объявила о начале продажи медицинской марихуаны в своих филиалах.
Медицина
11.04.2018

Eurocontrol предупредил об ударе по Сирии в течение 72 часов

Европейское управление гражданской авиации (Eurocontrol) предупредило о возможности воздушных ударов по Сирии в течение ближайших 72 часов. 
Деньги
Деньги
23.05.2018

Кому более опасен турецкий бойкот

Если Турция и в самом деле прервет торгово-экономические отношения с Израилем, последствия для обеих стран будут весьма...
Деньги
2.05.2018

Концерн Alibaba планирует расширить инвестиции в израильскую экономику

Министр экономики Эли Коэн (“Кулану”) встретился в среду, 2 мая, с основателем...
Деньги
2.05.2018

«Битуах Леуми» не будет считать доходом плату за аренду квартиры

Парламентская комиссия по вопросам труда, здравоохранения и социального обеспечения утвердила изменение инструкций о начислении...
Деньги
1.05.2018

«Битуах Леуми» позволит нанимать родственника для ухода за пожилым человеком

Институт национального страхования частично изменил инструкции о финансировании услуг по уходу за пожилыми людьми, имеющими право...
Деньги
1.05.2018

В Израиле становится все проще заказывать продукты по интернету

До сих пор не слишком большая часть населения осведомлена о возможности покупать еду в онлайне.
Культура
Культура
5.05.2018

На Каннском фестивале впервые откроют павильон «Палестины»

На Каннском кинофестивале, который откроется во Франции на следующей неделе, впервые в истории...
Культура
3.05.2018

Одна на всех

9 мая – день памяти и скорби или парадов и гуляний?
Культура
3.05.2018

В Нью-Йорке скончался эстрадный певец Вадим Мулерман

Мулерман был народным артистом РСФСР и заслуженным артистом Украины
Культура
26.04.2018

Выше радуги

Однополая любовь шагает по Святой земле: Тель-Авив – одна из гей-столиц мира, а парады гордости проводятся даже в Иерусалиме!
Публицистика
Публицистика
22.05.2018
 Мордехай Кейдар

До самой смерти

Террористическая группировка предала жителей сектора Газы, обрушив на них режим страха и отчаяния....
Публицистика
21.05.2018
 Владимир Бейдер

Пять фактов о «бойне в Газе»

Отстреливали исключительно боевиков и отморозков. Это по...
Публицистика
20.05.2018
 Офер Шарир

Даже у птицы мозг из двух половин

Левые, как мы видим, постоянно занимаются критикой, обсесивно выискивают и подчеркивают зло. Откуда этот источник...
Публицистика
19.05.2018
 Кэролайн Глик

Как отверженный политик заслужил признание сильных мира сего

Нетаниягу по праву заслуживает титул “величайшего государственного деятеля...
Репатриация
Репатриация
27.02.2018

На праздник Пурим: 185 репатриантов приземлились в Израиле

185 репатриантов из Украины прибыли сегодня в Израиль на специальном рейсе, организованным Фондом дружбы....
Репатриация
31.12.2017

За год в Израиль приехали более 33 тыс. репатриантов

В уходящем 2017 году население Израиля пополнилось более 33 тыс. репатриантов, сообщили в министерстве абсорбции.
Репатриация
30.12.2017

Русскоязычная диаспора упрекает Израиль в пренебрежении

"Лимуд" – ведущая организация, объединяющая русскоговорящих евреев по всему миру – вынуждена сократить свою деятельность. ...
Юмор
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 льва за усы даже более рискованно,...
Юмор
16.03.2018

«Нихреновости». Выпуск № 49

Страшно, но не больно - Нихреновости.
Юмор
15.03.2018
 Борис Прусский

Предперевыборное

Письмо из-за Урала
Юмор
10.03.2018

«Нихреновости». Выпуск № 48

Циничный взгляд на традиционно циничные темы. Нихреновости.