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
7.10.2018

Исследователи из Техниона используют бактерию для лечения грибковой инфекции

Израильские исследователи нашли метод лечения грибковых инфекций, используя природные свойства...
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.​

Лента новостей:

Израиль
Израиль
18.01.2019

Израильские военные спасли француза, заплывшего в Газу

Поврежденную ураганом яхту с поломанной рулевой системой обнаружили у берегов Газы.
Израиль
17.01.2019

«Секс за назначения»: Эфи Навэ подал в отставку

Председатель коллегии адвокатов Израиля Эфи Наве, подозреваемый в получении взяток сексом за продвижение кандидатов через комитет по назначению судей, ушел с занимаемого...
Израиль
17.01.2019

Главный подозреваемый по делу о «взятках сексом»: глава коллегии адвокатов Израиля Эфи Навэ

Разрешена к публикации информация о том, что главным фигурантом дела о коррупции и "взятках сексом" является...
Израиль
17.01.2019

Полиция: наблюдатели ООН бьют солдат в Хевроне, чтобы жить хорошо

В ведомстве рекомендуют правительству не продлевать мандат миссии, истекающий в будущем месяце....
В мире
В мире
14.01.2019

В Греции Холокост превратили в игру

Популярная квест-комната по "Списку Шиндлера" работает в Греции уже 2 года, не вызывая возмущения
В мире
14.01.2019

«Аль-Джарида»: в результате атаки ЦАХАЛа в Дамаске ранены командиры КСИР и «Хизбаллы»

Кувейтское издание пишет, что, помимо складов с оружием, израильские ВВС нанесли удар по месту сбора иранских,...
В мире
13.01.2019

Михаил Жванецкий поддержал кандидатуру Зеленского

Михаил Жванецкий поделился своим мнением по поводу предвыборной ситуации в Украине.
Бизнес
Бизнес
28.12.2018

Израиль станет новым конкурентом на рынке каннабиса

Кнессет принял решение одобрить экспорт марихуанны с целью расширить экономическое влияние Израиля...
Бизнес
1.11.2018

Трансляторы с большой дороги

Как бизнесу сберечь 85 тысяч шекелей, - советы адвоката
Бизнес
31.07.2018

WeWork приходит в Хайфу

Новый филиал знаменитой сети открывается на севере страны
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...
Наука и технологии
Наука и технологии
4.01.2019

Израиль приобрел украинскую радиолокационную систему

В Израиль доставили радиолокационную систему украинского производства, купленную предприятием Airsom Ltd.
Медицина
Медицина
21.11.2018

Школы и садики перекроют доступ тем, кто не прошел вакцинацию

Кнессет утвердил в предварительном чтении поправку к закону о государственном здравоохранении, касающуюся вопросов...
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...
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.
Деньги
Деньги
18.12.2018

Израиль: цены падают, а зарплаты растут

Хорошие новости - в том, что доходы израильтян быстро растут.
Деньги
16.12.2018

Израиль: официантов заставят платить НДС с чаевых

Согласно постановлению суда по трудовых вопросам, с 1 января...
Деньги
14.12.2018

Готовьтесь к новому росту цен

В 2019 году израильтянам придется потуже затянуть пояса: цены на продукты питания последние четыре месяца идут вверх....
Культура
Культура
14.01.2019

Галь Гадот признали самой сексуальной еврейской актрисой

Популярное интернет-издание назвало список самых влиятельных женщин-евреек мира всех времен,...
Культура
11.01.2019

Жительница Бейт-Шеана на прогулке нашла 1700-летние римские бюсты

Скорее всего, речь идет о погребальной портретной скульптуре позднего римского периода.​​
Культура
10.01.2019

Врачи или знахари?

Почему в Израиле все более популярной становится нетрадиционная медицина?
Культура
3.01.2019

Обратная сторона израильской медицины

И как получить то самое, легендарное медобслуживание?
Культура
27.12.2018

Похищение собственных детей

Израильтяне похищают собственных детей и вывозят их за границу.
Публицистика
Публицистика
15.01.2019
 Инесса Вербицкая

Про любовь к арабам

Все вы знаете, как складываются мои отношения с арабами в Израиле. Окулист пытался...
Публицистика
13.01.2019
 Юрий Моор

Молчаливо-болтливые генералы

Только враги еврейского Израиля хотят, чтобы...
Публицистика
12.01.2019
 Игорь Черниховский

Скорбь Роджера Уотерса

Вот мы и дожили до того времени, когда к власти в мире пришло поколение...
Репатриация
Репатриация
13.12.2018
 Эли Гервиц

Экстрадиция. Из Израиля выдачи нет?

Мы много лет занимаемся ликбезом, разъясняя нашим читателям, что Израиль,...
Репатриация
26.11.2018

На фоне конфликта с Россией: 330 репатриантов из Украины прибыли в Израиль

Экономическая ситуация, пренебрежение гражданами страны, отсутствие работы...
Репатриация
31.10.2018

В Израиль прибыли 300 репатриантов из Украины

Среди новоприбывших тренер по баскетболу, журналистка и ресторатор
Юмор
Юмор
26.12.2018
 Олег Юсупов

Гондурас атаковал Сирию

Вечером 25 декабря, без каких-либо надписей на ракетах, без твиттов и постов в ФБ, полностью презрев...
Юмор
28.09.2018
 Юрий Моор

Хроники первой русско-еврейской войны

На очередных выборах к власти в Израиле пришло лево-центристское правительство,...
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