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
12.10.2022

Израильские ученые меняют магнитные свойства материалов

Израильские исследователи разработали новую технику управления магнитными свойствами материалов,...
Наука и технологии
24.07.2022

Израильские ученые раскрывают секреты того, как наш мозг управляет движениями

Это открытие, недавно опубликованное в журнале Science, обещает не только изменить наше понимание...
Наука и технологии
29.05.2022

Израильские учёные нашли механизм «ремонта» ДНК

Ученые биологического факультета Израильского технологического института (Технион) в Хайфе обнаружили новый механизм, управляющий...
Наука и технологии
12.12.2021

Израильские ученые «вырастили» человеческое ухо

Этот прорыв поможет в борьбе с микротией - врожденным недоразвитием ушной раковины.

Лента новостей:

Израиль
Израиль
7.09.2025

ЦАХАЛ уничтожил туннель в районе Зейтун

В ходе операции войска уничтожили туннель протяженностью в сотни метров.
Израиль
7.09.2025

Хуситский БПЛА упал в районе аэропорта «Рамон», ЦАХАЛ расследует инцидент

В результате взрыва причинен ущерб, есть пострадавшие. ЦАХАЛ расследует...
Израиль
7.09.2025

На фоне угроз оружейного эмбарго Нетаниягу создает «Управление боеприпасов»

Одна из целей создания этой структуры – снизить зависимость от США после некоторых инцидентов, произошедших в...
В мире
В мире
3.09.2025

Макрон заступился за палестинских чиновников

Президент Франции Эммануэль Макрон раскритиковал «неприемлемое» решение США об отказе в выдаче виз палестинским чиновникам...
В мире
3.09.2025

В Лондоне арестован таранивший евреек самокатчик

Чернокожий мужчина ездил по району на северо-востоке города и врезался на электросамокате в еврейских женщин.
В мире
2.09.2025

Во Франции произошло ещё два нападения на евреев

В последнее время количество преступлений, совершенных на почве антисемитизма, во Франции растет день ото дня.
В мире
2.09.2025

Бельгия признает палестинское государство и вводит санкции против Израиля

"мы решили голосовать на европейском уровне за меры по приостановке сотрудничества с Израилем"
Бизнес
Бизнес
6.08.2025

Elbit Systems стала самой дорогой компанией Израиля

Оборонный концерн Elbit Systems стал самой дорогой израильской компанией, зарегистрированной на Уолл-стрит....
Бизнес
3.06.2025

В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл

Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Бизнес
18.03.2025

Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл

Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере кибербезопасности, за $32 млрд.
Бизнес
9.01.2025

Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год

Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Бизнес
24.12.2024

Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?

Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Наука и технологии
Наука и технологии
18.08.2025

Осторожно, «капча»!

Национальная служба информационно-коммуникационных технологий раскрыла широкомасштабную международную кибератаку ShadowCaptcha
Наука и технологии
5.08.2025

Завершена серия испытаний системы ПРО «Праща Давида»

Израильское управление противоракетной обороны и концерн "Рафаэль" завершили серию испытаний системы...
Наука и технологии
16.07.2025

Израильские учёные подслушали «разговоры» растений

Это открытие позволяет предположить существование невидимой экосистемы.
Наука и технологии
16.07.2025

Израильские физики разработали метод обнаружения темной материи с помощью ядерных часов

Почти столетие ученые безуспешно пытаются обнаружить темную материю различными способами...
Медицина
Медицина
15.06.2025

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»

В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
Медицина
29.05.2025

В Израиле впервые пересадили искусственное сердце

В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Медицина
29.04.2025

Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом

Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Медицина
31.03.2025

Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК

"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Деньги
Деньги
5.06.2025

Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл

Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
Деньги
3.04.2025

Пошлины Трампа: последствия для Израиля

Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Деньги
1.04.2025

Израиль отменил все пошлины на импорт из США

Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Культура
Культура
26.08.2025

Пропалестинцы «выдавили» Гадот с Венецианского кинофестиваля

Израильская актриса Галь Гадот не приедет на 82-й Венецианский кинофестиваль из-за давления пропалестинских...
Культура
25.07.2025

Фильм «Малахи» — лауреат первой премии Иерусалимского кинофестиваля

Документальный фильм «Малахи», снятый режиссерами Идо Багатом и Ноамом Демским — жителем Гуш-Эциона,...
Культура
5.06.2025

Три новых израильских сериала

В начале июня компания НОТ представит своим зрителям сразу три оригинальных проекта – мистический, молодежный и документальный.
Культура
26.05.2025

День освобождения Иерусалима и Шомрона: впервые представлены редкие фотографии после Шестидневной войны

В Центре наследия Алон Морэ откроется новая выставка, приуроченная к Дню освобождения Иерусалима...
Культура
18.05.2025

Голосование зрителей на Евровидении заткнуло рот ненавистникам Израиля

Юваль Рафаэль поразила весь мир, заняв второе место на конкурсе Евровидение, который прошел в Базеле.
Публицистика
Публицистика
17.08.2025

Главное вранье сегодняшней «забастовки» - что она «за заложников»

"Израиль находится под беспрецедентным давлением со стороны всех, кому мешает наше существование. Устраивать...
Публицистика
14.08.2025
 Игорь Черниховский

Униженные и оскорблённые

Довелось мне днями почитать кое-что о событиях китайской культурной революции,...
Публицистика
11.08.2025
 Сеня Вальдберг

Две стратегии и одна цена

Это на словах они за «любую цену». А на деле — зависают, как старый компьютер....
Публицистика
10.08.2025
 Деонис Спектор

Полгода Дональда-Миротворца: итоги

Пришло время для небольшого подведения итогов первых шести месяцев Дональда-Миротворца...
Репатриация
Репатриация
9.04.2025

Празднуем Песах на иврите: что нужно знать новым репатриантам

Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с...
Репатриация
30.03.2025

Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?

В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Репатриация
30.12.2024

Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ

Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

Наши резервы

Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...