Полезно знать

Расщепление воды на кислород и водород

Обыкновенная батарейка расщепляет воду на кислород и водород!

В отличии от классического топлива, которое выделяет вредные отработанные газы, загрязняющие атмосферу и которые приводят к изменению условий климата, водородное горючее полностью невредно для внешней среды.

Почему все средства транспортировки не применяют водород в качестве топлива?

расщепление

До этих пор чистый в экологическом плане процесс получения водорода требовал приличного количества драгметаллов, что существенно увеличивает стоимость водородного топлива, тем более если сравнивать с обычным.

Путем химического взаимные действия атомов водорода с атомами кислорода, находящегося в воздухе, водородное горючее формирует достаточно энергии для автомобильного двигателя, а «выбросами» подобного мотора становится чистейшая вода. Но данный период времени почти что каждый «чистый» двигатель, работающий на водородном топливе, применяет водород, получившийся при помощи сетевого газа – процесс, чистота в экологическом плане которого находится под сомнением.

Как получить «чистый» водород?

кислород

При помощи электрических потоков воду можно поделить на атомы кислорода и водорода. Данный процесс просит приличного количества дорогих металлов, например как платина или иридий, – они отлично проводят электричество и не становятся хуже, находясь в водной массе очень долго.

расщепления воды

Процесс расщепления водяные молекулы на атомы водорода и кислорода именуется электролизом и проходит так: два электрода опускаются в воду, по ним ведется ток, под воздействием которого атомы водорода стремятся к отрицательно заряженному катоду, а атомы кислорода к благоприятно заряженному аноду.

Новый прорыв

водород

Ученые мужи из Стэндфордского университета провели оригинальный эксперимент, из-за которого сделали процесс электролиза при помощи типовых никелевых электродов под рекордно невысоким напряжением — обыкновенная батарейка в 1.5 Вольт.

Согласно данным ученых, конструкция электродов из никеля и его оксида позволила процессу удачно закончиться под таким невысоким напряжением. До этого никому не получалось сделать аналогичное. Современная технология в масштабах промышленности поможет изготовителям водородного топлива прекрасно сэкономить на электричестве и проводниках. Нынче ученые мужи работают над тем, как расширить длительность работы никелевых проводников в водной массе.

Расщепление воды на кислород и водород

Разработка дешевого способа создания чистого топлива для современных ученых считается, чем-то вроде поисков философского камня для алхимиков прошлого. Однако если у последних, судя по стоимости на золото, в конечном счете что-то не заладилось, то первые – добиваются конкретных успехов в собственных работах. Одним из подобных способов служит использование солнца, который расщепляет воду на ее составляющие – водород и кислород, а потом отделять водород и задействовать его как горючее. Но процесс расщепления воды не так уж и прост.

Двое исследователей из института молекулярной инженерии (IME) и Висконсинского университета в Мадисоне строго продвинулись в деле создания «зеленого» топлива, существенно улучшив результативность основных процессов и предложив несколько концептуально инструментов нового поколения, которые дадут возможность более активно использовать технологии расщепления воды при помощи солнца. Результаты из работы размещены в журнале Nature Communications.

В собственном исследовании, мастер в области электронных структур и симуляторов, профессор IME Джулия Галли (так как) и доктор химических наук Кьйонг-Шин Чой (Kyoung-Shin Choi) Висконсинского университета нашли способ расширить результативность, с которой расщепляющий воду электрод адсорбирует фотоны света и, в то же время, улучшили поток электронов от одного электрода к иному. Симуляторы дали возможность им понять, что происходит на атомном уровне.

«Наши результаты воодушевят иных экспериментаторов в области поисков способов улучшения нескольких процессов при помощи одного подхода, — говорит Чой. – Другими словами, дело не только в достижении более большей эффективности, но и создании новой стратегии в этом направлении».

Создавая электрод, который улавливает световое излучение, ученые мужи стремились задействовать чем побольше спектров солнца, способных возбудить электроны и изменить их в структуру, которая считается подходящей для реакции расщепления. Довольно существенным моментом, хотя и характерным для немного другой области проблемы, считается необходимость оснащения легкого перемещения электронов между электродами, создающего переменный ток. До этих пор ученым доводилось склоняться к индивидуальным манипуляциям с целью улучшения адсорбции фотонов и движения электронов в тестируемых ими материалах.

Чой со своим коллегой доктором Тэ Ву Ким (Tae Woo Kim) заключили, что если подогреть электрод, сделанный из материала на основе ванадата висмута, до 350 градусов по Цельсию в азотной обстановке, некоторые частицы азота войдут в соединение с ключевым материалом. В результате была улучшена и адсорбция фотонов, и перевозка электронов, однако, какое воздействие на это оказывает азот, оставалось невыясненным. Было решено обратиться к Галли для того, чтобы пролить свет на вопрос при помощи ее симуляторов.

При помощи тестов Галли обнаружилось, что азот действует на электроды несколькими вариантами. Нагревание в азотной обстановке содействует выделению атомов кислорода из ванадата висмута, создавая «изъяны», которые совершенствуют перенос электронов. Но позже ученые мужи выяснили, что кроме недостатков, перемещению заряженных частиц содействует также и сам азот, понижая порог энергии, нужной для начала изменения электрода в ту структуру, которая способна расщеплять воду. Это значит, что электроды могут применить больше энергии солнца.

«Сейчас мы понимаем, что происходит на микроскопическом уровне», — отмечает Галли. – «Так что наша идея внедрения носовых компонентов и новых недостатков в материал может быть применена в иных системах, в которых требуется сделать лучше результативность. Кроме того, ее можно использовать и в отношении прочих материалов».

Процессы, в которых теоретики и практики тесно взаимодействуют, являются естественными для науки. Но когда партнерство профессионалов различных областей появляется на столь начальном этапе – явление, не очень простое. Двое ученых «нашли друг друга» при помощи Национального научного фонда и сделанного им проекта CCI Solar – технологического центра, соединяющего профессионалов разных научных отраслей в поиске решений для создания технологий расщепления воды.

Понравилась заметка? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Ученые мужи расщепили воду на водород и кислород, применяя обыкновенную батарейку

Ученые мужи из Стэнфордского университета разработали оригинальное устройство, которое применяет обыкновенную 1,5-вольтовую батарейку, для расщепления воды на водород и кислород при температуре 20 градусов. Их разработка является не дорогим и хорошим способом для изготовления горючего для водородных машин.

Расщепитель воды изготавливается из самых недорогих металлов, никеля и железа, через которые пропускается ток от обыкновенной батарейки типа ААА, сообщает ресурс Gizmag.

«Нам первый раз получилось расщепить воду при невысоком напряжении, применяя дешевые металлы. Это немаловважно, ведь раньше для таких целей применялись не дешёвые металлы, например платина или иридий», — говорит ведущий изыскатель Hongjie Dai.

Методика имеет очень большой потенциал как источник питания для водородных двигателей, которые уже давно пророчат на смену бензиновым. В отличии от двигателей на бензине, которые делают много вредных выбросов в атмосферу, в качестве побочного продукта у водородных агрегатов считается вода.

Раньше водородные двигатели осуждали за их большую цену, отсутствие хорошей инфраструктуры и невысокую энергетическую эффективность. Однако, согласно мнению ученых из Стэнфордского университета, их открытие способна заметно поправить большинство данных недостатков.

«На протяжении долгого времени ученые мужи пытались выполнить дешевые электрокатализаторы с большой эффективностью и большим служебным сроком. Когда мы выявили, что никель считается так же практичным, как и платина, это стало для нас неожиданностью», — объясняет Hongjie Dai.

Катализатор из никеля и оксида никеля просит для расщепления воды намного меньшее напряжение, если сравнивать с чистым никелем или чистым оксидом никеля. Но, как сообщают создатели, эта технология еще довольно «сырая» и не очень готова для коммерческого применения.

В дальнейшем ученые мужи задумывают создать катализатор, который работает от энергии солнца взамен батарейки. Ведь искатели считают, что их открытие может значительно оказать влияние на производство водородных машин. К слову, отметим, что компания Toyota, думает в следующем году представить автомобиль с двигателем, работающем на водороде.

HHO Генерация водород 15 л. в минуту


Дмитрий

Я автор блога nehomesdeaf.org, свой блог я начал вести 10 лет назад. Статьи я пишу сам и иногда нанимаю копирайтеров если тема актуальная, а у меня на нее нет времени. Блог мне нравится вести, здесь я поднимаю очень актуальные вопросы которые связаны с жизнью каждого человека, это ремонт, дизайн, мода, автомобили.

Похожие статьи

Добавить комментарий

Back to top button