Энерго эффективность

Крошечные «нанодеревья» способны превращать воду в водородное топливо (фото: cnews.ru)

Инженеры из Университета Калифорнии (Сан-Диего) вырастили лес «нанодеревьев», которые с помощью солнечного света расщепляют воду и производят водород.

Изобретению особых конструкций из нанопроволоки предшествовали интересные теоретические выкладки. Изначально ученые пытались изготовить из дешевых материалов (оксида кремния и цинка) нанопровода для дешевого массового производства водородного топлива. Для этого необходимо было подобрать оптимальную форму нанопроводов, и ученые обратились к опыту природы.

Структура деревьев идеальна для захвата максимального количества солнечной энергии. Вертикальная структура дерева захватывает и поглощает свет, в то время как плоские поверхности просто отражают его. На изображениях Земли, сделанных камерами спутников, видно, что плоская поверхность океанов и пустынь светлее, т.е. отражает больше света. В то же время, леса намного темнее и поглощают больше солнечных лучей.

Группа ученых скопировала структуру деревьев и создала массив «ветвистой» нанопроволоки, которая способна расщеплять воду в процессе фотоэлектрохимической реакции. «Нанодеревья» при облучении светом эффективно расщепляют воду на кислород и водород, тем самым открывая путь к экологически чистой энергетике.

Ветвистая структура намного эффективнее плоской и обеспечивает в 400 тыс. раз большую площадь химической реакции. Например, на плоской широкой поверхности пузырьки газа должны быть большими, чтобы всплыть на поверхность. В лесу из «нанодеревьев» даже маленькие пузырьки газа очень быстро извлекаются из воды.

В долгосрочной перспективе ученые надеются пойти еще дальше и создать процесс, имитирующий фотосинтез. Возможно, удастся разработать нанодеревья, которые копируют настоящую зелень, т.е. поглощают углекислый газ и воду из атмосферы и создают углеводы. Если удастся создать дешевую и эффективную нанокопию живых деревьев, человечество получит надежный и практически неисчерпаемый источник привычного углеводородного и экологически чистого водородного топлива.

CNews