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
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
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
18.10.2018

К Газе стягивают танки и бронетранспортеры

Израильские СМИ сообщают о том, что в приграничных с Газой районах концентрируются крупные силы ЦАХАЛа
Израиль
18.10.2018

Подруги Хен и Керен предотвратили ракетный обстрел из Газы

Утром в четверг, 18 октября, пресс-служба Армии обороны Израиля опубликовала имена двух военнослужащих-наблюдателей,...
Израиль
17.10.2018

Нетаниягу созвал экстренное совещание кабинета по вопросам безопасности

Начальник Генштаба ЦАХАЛа Гади Айзенкот прервал свой визит в США и находится на пути в Израиль.
Израиль
17.10.2018

ВВС ЦАХАЛа атаковали террористов на севере сектора Газы. ХАМАС: один убит, трое ранены

Пресс-служба ЦАХАЛа сообщает, что израильские ВВС атаковали группу боевиков на севере...
Израиль
17.10.2018

Беэр-Шева подверглась ракетному обстрелу из сектора Газы, ЦАХАЛ наносит ответные удары

Шестерым гражданам, в том числе трем детям потребовалась помощь медиков. Причинен...
В мире
В мире
17.10.2018

Теракт в политехническом колледже Керчи: все подробности

По последним данным, число погибших при теракте в Керчи возросло до 19
В мире
16.10.2018

Кандидата от демократов обвиняют в ненависти к Израилю и США

Республиканская партия американского штата Вирджиния обвиняет представительницу демократической партии Лесли...
В мире
16.10.2018

В Бруклине мусульманин жестоко избил пожилого еврея. ВИДЕО

Мусульманин выскочил из машины и избил религиозного еврея посреди перекрестка в Бруклине. Момент нападения записала...
В мире
16.10.2018

США объявили «Хизбаллу» транснациональной преступной организацией

Генеральный прокурор США Джефф Сешнс объявил о решении американских властей признать пять структур, включая...
В мире
13.10.2018

С-300 в Сирии будут контролировать иранцы

Зенитно-ракетные комплексы С-300, которые Россия направила в Сирию, будут эксплуатироваться иранскими специалистами.
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
14.10.2018

Полное имя Иерусалима - на колонне эпохи Второго Храма

Надпись, помещенная в экспозицию Музея Израиля, доступна каждому ребенку, который может читать...
Наука и технологии
7.10.2018

Исследователи из Техниона используют бактерию для лечения грибковой инфекции

Израильские исследователи нашли метод лечения грибковых инфекций, используя...
Наука и технологии
1.10.2018

Mitsubishi будет использовать израильские «чудо-колеса»

Mitsubishi Corporation начнет оснащать свои автомобили инновационными колесами, изобретенными израильской компанией SoftWheel.
Наука и технологии
25.09.2018

Израильский алгоритм, заменяющий экспертов, сможет спасти жизни

Проект On-Sight - автоматическая система, которая поможет оператору ультразвукового оборудования правильно интерпретировать...
Наука и технологии
16.09.2018

Кожа газелей - престижный материал древних переписчиков Торы

Более тонкий и мягкий пергамент из кожи газелей ценился выше обычного и мог использоваться для свитков Торы и ритуальных амулетов.​
Медицина
Медицина
8.10.2018

Где в Израиле больше всего болеют раком

Минздрав Израиля и Ассоциация борьбы с раком обнародовали "онкологическую карту" страны.
Медицина
27.08.2018

Сын Караченцова: в Израиле отцу не помогли, в Красногорске лечат лучше

А. Караченцов сообщил, что раковая опухоль уменьшилась лишь после вмешательства российских медиков....
Медицина
23.08.2018

Еще один израильтянин скончался от западно-нильской лихорадки

Министерство здравоохранения сообщило, что еще один человек скончался от осложнений, вызванных вирусом западно-нильской лихорадки.
Медицина
18.08.2018

В Израиле обнаружены комары-переносчики тяжелого заболевания

Опасные насекомые были выявлены в ходе проверок Минэкологии в ряде районов страны.
Деньги
Деньги
20.09.2018

Моше Кахлон и Эли Коэн продвигают программу ипотечной ссуды до 90%

Министр финансов Моше Кахлон и министр экономики Эли Коэн (“Кулану”) продвигают проект ипотеки в размере...
Деньги
14.09.2018

Конгресс США утвердил закон о десятилетней оборонной помощи Израилю

Цель закона - защитить договор о помощи от бюджетных конфликтов в будущем...
Деньги
19.08.2018

В Израиле повысят цены на воду

Управление водных ресурсов Израиля увеличило тарифы на воду для населения. 
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...
Культура
Культура
11.10.2018

Супружеская измена

Супружеская измена: распознать и обезвредить!
Культура
4.10.2018

Смена пола

Люди, которые меняют пол. Кто они, через что проходят, и как к ним относимся мы?
Культура
22.09.2018

В новом романе Роулинг главный злодей - антисемит

Появление такого отрицательного персонажа - не случайность.
Культура
13.09.2018

Официальное заявление: «Евровидение-2019» пройдет в Тель-Авиве

Финал конкурса намечен на 18 мая. Выступления пройдут во 2-м павильоне выставочного комплекса...
Публицистика
Публицистика
18.10.2018
 Ги Мильер

Критика террора — «психическое расстройство»?

Французские власти готовы использовать «психиатрию» для подавления...
Публицистика
17.10.2018
 Михаил Лобовиков

Детский сад как стратегическое оружие

Пожелаем правительству – и самим себе – чтобы следом за Хевроном появились...
Публицистика
17.10.2018
 Юрий Фридман-Сарид

Наследие наше

Гуляю по Тель-Авиву, по Алленби, в районе рынка Кармель. На перекрестке – молодые ребята, парень...
Публицистика
17.10.2018
 Александр Непомнящий

Накануне

От моря до реки может быть лишь один суверенитет, и этот суверенитет должен быть израильским....
Публицистика
15.10.2018
 Игорь Питерский

Гитлер и мечта о социализме

Гитлер хотел построить «социализм с человеческим лицом». Получилось, как...
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...
Репатриация
25.06.2018

На этой неделе в Израиль прибудут 340 репатриантов 17 рейсами Фонда дружбы

340 репатриантов из 8 разных стран прибудут в Израиль в течении предстоящей...
Репатриация
11.06.2018

Иван Ургант репатриировался в Израиль

Российский актер и телевизионный ведущий обзавелся израильским паспортом.
Юмор
Юмор
30.06.2018

«Нихреновости». Июнь 2018

Видеожурнал для настоящих чемпионов: Нихреновости.
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.