В будущем исследователи планируют продолжить изучение созданных кластеров. Когда секрет их эффективности будет раскрыт, наступит черед экспериментов с другими оксидами металлов. Ниже представлено видео, демонстрирующее процесс расщепления воды. В колбе находится водный раствор частиц кварца, в которые введены нанокристаллы оксида кобальта; в растворе также содержится вещество-сенсибилизатор, позволяющее реакции протекать под действием видимого излучения. При включении лазера цвет жидкости изменяется на синий (сенсибилизатор поглощает излучение). Вскоре после этого начинают появляться пузырьки кислорода, который высвобождается при расщеплении воды. Результаты своей работы исследователи изложили в статье, опубликованной в журнале . Подготовлено по материалам .
относительный объем внутреннего пространства уменьшился, а вместе с ним снизилась и эффективность».
наночастиц Co3O4 превзошли своих более крупных оппонентов практически в 1 600 раз, рассказывает г-н Фрай. А интенсивность протекания реакции составила около 1,14 молекул кислорода в секунду в пересчете на один кластер». Для получения перспективного материала исследователи использовали диоксид кремния, имеющий поры диаметром от 2 до 50 нм: внутри этих каналов и выращивались будущие кристаллы. Наилучшим образом себя проявили образования в форме стержней диаметром 8 нм и длиной 50 нм, соединенные «перемычками» и сгруппированные в шарообразные кластеры диаметром 35 нм. По словам Хайнца Фрая, основное влияние на эффективность и скорость работы всей системы оказывает размер упомянутых кластеров. «Судя по всему, решающую роль играет размер внутреннего пространства кластеров, ведь именно здесь протекает процесс катализа, высказывает предположение ученый. Когда мы сформировали образование чуть большего диаметра (65 нм),
Над созданием эффективной системы искусственного , вырабатывающей жидкое топливо из диоксида углерода и воды, уже несколько десятилетий работает множество научных групп из разных стран. Очередного достижения в этой области добились сотрудники (США): исследованные ими нанокристаллы оксида кобальта (Co3O4) показали себя высокоэффективными катализаторами основополагающей для процесса фотосинтеза реакции расщепления молекул воды. Схема источника жидкого топлива. Нанотрубки используют энергию фотонов (hν) для расщепления молекул воды, высвобождают электроны и кислород. Происходит реакция с диоксидом углерода, в результате которой образуется топливо метанол.«Для эффективного фотоокисления (разложение воды на кислород, электроны и протоны) требуется катализатор, в полной мере использующий энергию всех падающих фотонов, поясняет химик Хайнц Фрай (Heinz Frei), один из двух авторов исследования. Нанокристаллы Co3O4 довольно «быстры» и эффективны, устойчивы к внешним воздействиям и широкодоступны. Они отвечают всем требованиям». Напомним, что в естественных условиях фотоокисление воды производится при участии комплекса протеинов, получившего название «фотосистема II», в который входят , содержащие марганец (они и служат катализаторами). В процессе поиска неорганических заменителей этих веществ американские ученые провели несколько экспериментов с частицами оксида кобальта микрометровых размеров, получив более чем скромные результаты; лишь с переходом к наноразмерам материал раскрыл свой потенциал катализатора. «По эффективности кластеры
Текст: Дмитрий Сафин
13 марта 2009 года, 23:34 |
Разработан эффективный способ расщепления молекул воды на свету
Разработан эффективный способ расщепления молекул воды на свету - Наука и техника - Нанотехнологии - Компьюлента
Комментариев нет:
Отправить комментарий