По некоторым оценкам, количество солнечной энергии, достигающей поверхности земли за один год, больше, чем сумма всей энергии, которую мы когда-либо могли бы произвести, используя невозобновляемые ресурсы.
#Технологии , необходимые для преобразования солнечного света в электричество, быстро развиваются, но неэффективность в хранении и распределении этой энергии остаётся серьёзной проблемой, которая делает солнечную энергию непрактичной в больших масштабах.
Для более эффективного применения (накопления и хранения) солнечной энергии мы можем модифицировать её во что-то, что мы умеем хранить и распределять.
Одним из потенциальных способов, к примеру, является использование полученного электричества для разделения молекул воды на кислород и водород, хранящийся в виде топлива, которое может быть доставлено в любое место и использовано для выработки энергии по требованию.
Проблема в том, что для разделения молекул воды на их составные части необходим катализатор, но каталитические материалы, используемые в настоящее время в этом процессе, недостаточно эффективны и до́роги, чтобы сделать его практичным.
Однако прорыв международной группы исследователей представляет собой гигантский шаг к будущему чистой энергии. Используя инновационную химическую стратегию, команда исследователей во главе с профессорами химии Сен Чжаном (Sen Zhang) и Т. Брентом Гунно (T. Brent Gunnoe) создала новую форму катализатора, используя кобальт и титан [1].
Преимущество этих элементов в том, что они гораздо более распространены в природе, чем другие широко используемые каталитические материалы, содержащие драгоценные металлы, такие как иридий или рутений.
Новый процесс включает в себя создание активных каталитических центров на атомном уровне на поверхности нанокристаллов оксида титана, а исследователи из Калифорнийского технологического института, используя недавно разработанные методы квантовой механики, смогли точно предсказать скорость производства кислорода, вызванную катализатором, что обеспечило команде детальное понимание химического механизма реакции.
Новые подходы к созданию эффективных катализаторов реакции выделения кислорода и расширенное понимание их с фундаментальной точки зрения являются ключом к возможному переходу к масштабному использованию возобновляемой солнечной энергии. Эта работа является прекрасным примером того, как оптимизировать эффективность катализатора для технологии чистой энергии путём настройки наноматериалов в атомном масштабе.
Это, пожалуй, один из самых ярких примеров применения современных достижений науки для более глубокого понимания и повышения эффективности процессов, которые, казалось бы, уже понятны и используются «на полную катушку».
1. Подробная публикация о процессе.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram , в котором в ближайшее время будет выходить бо́льшая часть публикаций, и чат для дискуссий на научные темы.
