Учёные из Сингапура создали искусственный лист для получения водорода из морской воды
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Учёные из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали искусственный лист, который производит водород из морской воды и одновременно удаляет токсичный загрязнитель гидразин. Устройство работает только от солнечного света и не требует внешнего источника энергии. При имитации солнечного света оно сохраняло стабильную работу более 72 часов.
Ключевые факты
- Искусственный лист показал плотность фототока 25 мА/см² в экспериментах с искусственной и настоящей морской водой.
- При освещении, соответствующем ясному дню, устройство вырабатывало водород со скоростью 466 мкмоль/(см²·ч) и сохраняло стабильность более 72 часов.
- Концентрация гидразина снизилась с 0,5 моль (около 1,6% по массе) до 0,5 части на миллиард за 30 часов, что более чем в 20 раз ниже предела Агентства по охране окружающей среды США в 10 частей на миллиард.
- Фотокатод на основе свинецсодержащего галогенидного перовскита защищён титановой фольгой и проводящим эпоксидным композитом с частицами серебра и меди.
- Анод содержал катализатор на основе железа, кобальта и хрома, устойчивый к коррозии и подавляющий образование токсичных соединений хлора.
Конструкция устройства
Искусственный лист представляет собой фотоэлектрохимическое устройство, которое одновременно производит водород из морской воды и удаляет токсичный промышленный загрязнитель гидразин. В отличие от обычного электролиза, где на аноде образуется кислород, в этом устройстве анодная реакция разлагает гидразин на водород и азот, требуя меньше энергии и давая дополнительный водород. Фотокатод на основе свинецсодержащего галогенидного перовскита преобразует солнечный свет в электрический ток и покрыт титановой фольгой и проводящим эпоксидным композитом с частицами серебра и меди для защиты в морской воде. Анод содержит катализатор на основе железа, кобальта и хрома, устойчивый к коррозии и подавляющий образование токсичных соединений хлора — одной из главных проблем прямого электролиза морской воды.
Результаты испытаний
В экспериментах с искусственной и настоящей морской водой фотокатод продемонстрировал плотность фототока 25 мА/см². При освещении, соответствующем интенсивности солнечного света у поверхности Земли в ясный день, устройство сохраняло стабильную работу более 72 часов и обеспечивало скорость образования водорода 466 мкмоль/(см²·ч). Концентрация гидразина снизилась с 0,5 моль (около 1,6% по массе) до 0,5 части на миллиард за 30 часов, что более чем в 20 раз ниже предельного уровня в 10 частей на миллиард, установленного Агентством по охране окружающей среды США.
Дальнейшее развитие
Исследователи планируют создавать катализаторы для удаления других загрязнителей и превращения отходов в полезные продукты — топливо и промышленное сырьё.
1 источник
Время · отставание