Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Топливо из батарейки

Аватар пользователя k0lun
Американские химики создали карманный расщепитель воды на кислород и водород, работающий от мизинчиковой батарейки

Прототип расщепителя воды, созданный в Стэнфордском университете и работающий от одной пальчиковой батарейки. Фото: Mark Shwartz / Stanford Precourt Institut for Energy



Подробнееhttp://rusplt.ru/world/toplivo-iz-batareyki-12248.html

Химики из Стэнфордского университета создали портативное устройство, способное снабжать водородом топливные энергоячейки в портативных устройствах или в экоавтомобилях, расщепляя воду при помощи катализатора из никеля и железа и простой мизинчиковой батарейки. Схема устройства, физические принципы его работы и итоги проверки его первого прототипа представлены в статье в журнале Nature Communications.

«Водород является идеальным топливом для автомобилей, умных приборов в зданиях, он подходит и для хранения возобновляемой энергии, которая в дальнейшем может быть использована в электросети. Мы очень рады, что нам удалось создать катализатор, который одновременно является очень активным и крайне дешевым. Данное открытие показывает, что наноинженерия действительно позволяет по-новому производить топливо», — рассказывает Хун-цзе Дай из Стэнфордского университета (США).

Хун-цзе Дай и сотрудники его химической лаборатории — пионеры в области создания и освоения новых источников энергии и способов ее хранения. К примеру, в 2011 году химики и физики из Стэнфорда вспомнили об одном из первых источников питания, никель-железной батарее Эдисона, и ускорили ее работу в тысячу раз при помощи графена. Это превратило изобретение американского «отца электричества» в сверхэффективный и емкий конденсатор, который можно использовать для быстрого разгона экоавтомобилей и сохранения энергии во время торможения.

Когда Стэнфордские физики экспериментировали с батареей Эдисона, их привлекли необычные электрохимические свойства никеля, потенциально способные помочь ученым найти святой Грааль современной электрохимии — создать особый катализатор, который позволял бы дешево и эффективно расщеплять воду на кислород и водород. Сегодня практически весь водород, который используется в качестве источника энергии в топливных ячейках в автомобилях и ноутбуках, производится путем окисления метана при помощи водяного пара. Во время этой реакции молекулы воды и углеводорода превращаются в так называемый синтез-газ — высокотоксичную и опасную для окружающей среды смесь из водорода и угарного газа.

Все существующие на сегодня альтернативные способы получения водорода, в том числе расщепление воды при помощи света или электрического тока, экономически нерентабельны по разным причинам. Так, классический электролиз воды требует больше энергии, чем окисление метана и очистка синтез-газа от угарного газа. Когда ученые и технологи пытались ускорить разложение воды при помощи соединений редкоземельных металлов, им постоянно приходилось очищать и перерабатывать эти катализаторы, во время чего часть драгоценного вещества безвозвратно теряется. Это делает процесс гидролиза еще более экономически невыгодным.

Авторы статьи — Мин Гун и Хун-цзе Дай — тестируют работу расщепителя воды. Фото: Mark Shwartz / Stanford Precourt Institute for Energy

Проблему нерентабельности разложения воды группе Дая удалось решить при помощи микропленок из никеля, железа и их соединений. В ноябре 2013 года Стэнфордские физики представили первое свое изобретение на базе этих металлов — световой расщепительводы в виде тонкой пластинки из кремния с наклеенной на него пленкой из никеля толщиной в два нанометра. Это устройство было достаточно долговечным, работая свыше 80 часов без смены катализатора, но при этом оно вырабатывало не так много водорода — около 150 миллилитров.

Первый успех убедил авторов, что они могут создать такой катализатор на базе никеля и железа, который одновременно был бы долговечным и позволял бы расщеплять воду при комнатной температуре, давлении и при низком напряжении и силе тока. Через несколько месяцев экспериментов с пленками и различными наночастицами этих металлов и их соединений, физики из Стэнфорда обнаружили, что эту задачу может решить смесь из микрочастиц оксида никеля и кусочков чистого металла, организованная в некое подобие кубов с выступающими гранями.

«Мой ученик Гун Мин обнаружил, что наноструктуры из металлического никеля и его оксида гораздо активнее взаимодействуют с водой, чем катализаторы из чистого металла или его окисла по-отдельности. Открытая нами архитектура наночастиц благоприятствует извлечению водорода из воды, однако мы до сих пор не до конца понимаем те физические принципы, которые управляют работой этого катализатора», — объясняет Хун-цзе Дай.

Прототип расщепителя из никеля и его оксида начинал действовать даже в том случае, если к нему была подключена всего одна мизинчиковая или пальчиковая батарейка. Как отмечают авторы статьи, расщепление воды при напряжении в 1,5 Вольта ранее считалось невозможным для катализаторов, не содержащих в себе иридий, палладий и другие благородные металлы.

«Электроды в нашем изобретении относительно стабильны с химической и физической точки зрения, однако они все же медленно, но верно, разрушаются во время эксплуатации расщепителя. Текущий прототип устройства может проработать несколько дней, однако нам хотелось бы продлить его жизнь на недели и месяцы. Судя по последним результатам тестов в моей лаборатории, эту цель вполне можно реализовать в ближайшее время», — продолжает Дай, рассказывая о долговечности новинки своей лаборатории пресс-службе Гарварда.

Как считают авторы статьи, их изобретение является первым свидетельством того, что электролиз воды может быть экономически рентабельным. По их мнению, данный катализатор можно использовать для подзарядки топливных ячеек ноутбуков и другой «зеленой» портативной техники, которая сегодня начинает появляться на прилавках магазинов в развитых странах. В будущем, когда гарвардские химики увеличат сроки эксплуатации своего изобретения, его можно будет использовать для заправки экоавтомобилей. Ученые не уверены, успеют ли они создать новую версию катализатора к 2015 году, когда в США начнутся продажи первых автомобилей на топливных ячейках, однако они не сомневаются, что смогут решить эту задачу относительно скоро.

Источник 

Первоисточник

***************************************************************

Интересует  мнение специалистов.

Проверка на баянистость прошла отрицательно на АШ.




Подробнееhttp://rusplt.ru/world/toplivo-iz-batareyki-12248.html

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя eprst
eprst(5 лет 7 месяцев)(19:49:50 / 30-08-2014)

Как в том анекдоте.

- Значит, табачок все-таки добавляете!

Аватар пользователя Малый Евген
Малый Евген(3 года 11 месяцев)(19:52:14 / 30-08-2014)

Типичный стэнфордский химик на втором фото детектед.

Аватар пользователя Замполит
Замполит(3 года 8 месяцев)(19:54:30 / 30-08-2014)

хочу вас похвалить k0lun - первый раз вижу, чтобы кто-нибудь подобное написал: "Проверка на баянистость прошла отрицательно на АШ."  

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(19:55:40 / 30-08-2014)

чет мне напоминает как мы в стройотряде делали кипятильник из двух лезвий Невы 

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 5 месяцев)(21:16:12 / 30-08-2014)

У нас это называлось "Бурбулятор". Сам делал. Трёхлитровая банка закипает примерно за 5 минут.

Британские ученые чешут затылки...

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 3 месяца)(21:31:49 / 30-08-2014)

Тут же написано, что весь фокус в железо-никелевой плёнке на электродах. Диссоциирует вода каталитически. Ток от батарейки просто растягивает ионы кислорода и водорода в разные точки банки(наверное), где те и накапливаются, всплывая в виде пузырьков газов. Если эта херь не фейк - это реальная энерго-бомба. Новый энергетический уклад,  которым угрожает регулярно Алексслово.

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(01:00:51 / 31-08-2014)

Катализ катализом - а разорвать молекулу воды на три атома - по-любому нужна энергия.

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 3 месяца)(16:36:41 / 31-08-2014)

будем посмотреть. мало ли чё...

Аватар пользователя Igoris
Igoris(3 года 11 месяцев)(19:56:28 / 30-08-2014)

Молодцы, китайцы! А американцы здесь нипричом.

Аватар пользователя АЛЕКС.....
АЛЕКС.....(4 года 3 недели)(19:56:37 / 30-08-2014)

ЗНАЧИТ ВОТ ВОТ НЕФТЬ ПОЙДЁТ В РОСТ

Аватар пользователя BQQ
BQQ(4 года 8 месяцев)(20:03:59 / 30-08-2014)

Милые авторы!

Знали бы вы, как надоело читать про "добычу водорода разложением воды".

Королева Задолбала.

================

Для разложения воды надо затратить (в идеальном беспотерьном случае) ровно столько же энергии, сколько можно получить, сжигая водород в кислороде. Это - энергия химической связи в молекуле воды.

Она не зависит от изобретательности авторов изобретений.

И катализатор тут не влияет. Если это действительно катализатор, а не топливо в той батарейке.

============

Представьте себе замкнутый процесс: разлагаем воду, потом сжигаем получившийся водород в получившемся кислороде.

Закон сохранения энергии ещё не отменили, поэтому прибыльным такое кольцо быть не может. По основным свойствам мироустройства.

Аватар пользователя EcuaRED
EcuaRED(3 года 10 месяцев)(20:21:50 / 30-08-2014)

там вроде печь идет не о халявном получении энергии

так что на законы сохранения никто не претендует

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(22:59:56 / 30-08-2014)

с каких это пор халявное получение водорода - это не халявное получение энергии,и не нарушает законы сохранения. Ни-ни!

Аватар пользователя faraon
faraon(4 года 8 месяцев)(20:26:36 / 30-08-2014)

BQQ, вы - ретроград!

Аватар пользователя BQQ
BQQ(4 года 8 месяцев)(21:47:34 / 30-08-2014)

Да, я - это он.

"Внести новое в таблицу умножения можно только переврав её".

Аватар пользователя Semanticgolem
Semanticgolem(3 года 6 месяцев)(21:18:52 / 30-08-2014)

<cite> надоело читать про "добычу водорода разложением воды".</cite>

Разумеется, речь идет не о генерации,а об аккумулировании энергии.
У ДВС на водороде удельная энергоемкость на порядок выше, чему любых сверх-дорогих аккумуляторов.

Вопрос недостаточности генерирующих мощностей для обеспечения прорвы автомобилей - отдельный

Аватар пользователя eprst
eprst(5 лет 7 месяцев)(21:29:06 / 30-08-2014)

Цытато!

Теплота сгорания водорода в расчете на единицу массы действительно почти втрое превышает соответствующую величину для жидких топлив. Но для сжигания 1 кг водорода требуется также почти втрое больше кислорода. Следовательно, теплота сгорания единицы объема стехиометрической (содержащей минимально необходимое количество кислорода) водородовоздушной смеси даже ниже, чем у жидких и газообразных углеводородных видов топлива. То есть при внешнем смесеобразовании, типичном для бензиновых ДВС, и одинаковом КПД водородный двигатель даст почти на 20% меньшую мощность, чем бензиновый или газовый.

Аватар пользователя Semanticgolem
Semanticgolem(3 года 6 месяцев)(21:42:27 / 30-08-2014)

>водородный двигатель даст почти на 20% меньшую мощность, чем бензиновый или газовый.

Сравниваем с аккумуляторами.

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(12:38:26 / 31-08-2014)

А что, уже найден эффективный массовый способ хранения водорода? Пока о таком, в основном, говорят. А готовые решения всё больше в сторону метанола...

Аватар пользователя anamitos
anamitos(5 лет 1 месяц)(22:57:55 / 30-08-2014)

Нет данных сколько водорода и кислорода вырабатывается на одной батарее.

Отдаваемая батарейкой энергия около 2Вт*час, т.е. около 7кДж.

Если при обратной реакции выделится столько же, то да, идеальное аккумулирование.

Половина задачи решена, останется только найти депо для разделенных газов.

Аватар пользователя Старичок
Старичок(4 года 3 месяца)(21:37:06 / 30-08-2014)

Там вроде б пишут, что реакция КАТАЛИТИЧЕСКАЯ. Энергия тратится не на разложение воды, а на что-то другое. Возможно - чисто на разведение ионов кислорода и водорода в разные точки для накопления...

Аватар пользователя Likn
Likn(4 года 5 месяцев)(23:07:32 / 30-08-2014)

Реакция каталитическая, потому что электроды не кончаются и они дешевы по сравнению с той же платиной.

Аватар пользователя digger2012
digger2012(5 лет 8 месяцев)(20:15:34 / 30-08-2014)

Самогону надоть плеснуть в пробирку, тогда процесс пойдет.

А ишшо вот тут народ волнуецца: …как там с холодным термоядом? Все ли в порядке?

Аватар пользователя kwaier
kwaier(3 года 8 месяцев)(20:32:01 / 30-08-2014)

...Водород является идеальным топливом для автомобилей, умных приборов в зданиях, он подходит и для хранения возобновляемой энергии...

В действительности, водород является на редкость неудобным топливом. Существенно диффундирует даже через металл, не говоря уже про уплотнители. Обладает очень низкой плотностью, даже в сжиженном виде плотность в ~ 14 раз меньше воды. Геморрой редкостный.

Аватар пользователя Semanticgolem
Semanticgolem(3 года 6 месяцев)(21:21:44 / 30-08-2014)

<cite>Геморрой редкостный.</cite>
Да, скорее всего будут на его основе какое-то синт. топливо бодяжить

Аватар пользователя Пепелац
Пепелац(5 лет 3 недели)(21:30:25 / 30-08-2014)

Угу, например, метан CH4. Газпром радостно потирает ручки, ибо цена такого топлива минимум раза в два выше, чем газ по 500 для Окраины :-))))

Аватар пользователя Semanticgolem
Semanticgolem(3 года 6 месяцев)(21:46:56 / 30-08-2014)

>ибо цена такого топлива минимум раза в два выше, чем газ по 500 для Окраины :-))))

Отсутствие тоталитаризма в выхлопе дорогого стоит.

Аватар пользователя Пепелац
Пепелац(5 лет 3 недели)(22:07:36 / 30-08-2014)

Читая такие "новости" и глядя на проделки своих внуков, всегда вспоминаю поговорку "чем бы дитя не тешилось" ;-))

Аватар пользователя digger2012
digger2012(5 лет 8 месяцев)(22:19:28 / 30-08-2014)

Я вот вам одну умную вещь скажу.

Ежели в U-образную пробирку налить соленой воды, воткнуть 2 угольных электрода и подключить батарейку от фонарика, то из одного колена пробирки будет выделятся хлор, а из другого - водород.

Хлором можно травить тараканов, а на водороде яичницу поджарить.

Аватар пользователя Пепелац
Пепелац(5 лет 3 недели)(16:36:23 / 01-09-2014)

Может еще и кпд данного процесса назовете/напишете/вспомните?

А может вы еще нашли и доказательство ложности закона сохранения энергии? 

Аватар пользователя кеиго
кеиго(3 года 6 месяцев)(20:43:36 / 30-08-2014)

Авторы статьи — Мин Гун и Хун-цзе Дай 

ну вы поняли ;-)

Аватар пользователя LetEatBear
LetEatBear(5 лет 1 месяц)(21:26:20 / 30-08-2014)

Нормальные фамилии для американских ученых.

Там же давняя традиция покупки мозгов, еще со второй мировой. Своих-то не осталось, те разумные пиндосы что есть все пошли в юристы да экономисты и вовсю разводят народ в банках да играют на бирже. А науку двигать некому, кроме китайцев да индусов. Притом что европейские ученые тоже... не особо блещут... особенно британские ученые, ну вы в курсе...

Аватар пользователя ДК
ДК(5 лет 1 месяц)(21:25:04 / 30-08-2014)

я такой ещё в школе делал. заодно увидел сколько хлорки в водопроводной воде. за ночь она вся на дне зелёными хлопьями осела.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(21:58:03 / 30-08-2014)

если их изобретение реально работает, то статья должна называться "Топливо без батарейки" ибо это вечный двигатель:

Достаточно вырабатываемый водород и кислород подать в топливный элемент, а ток с топливного элемента подать на их электролизер, - и вуаля! - вечный двигатель готов!

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 3 месяца)(22:25:46 / 30-08-2014)

Вы отрицаете возможность ассиметричных по энергетике процессов в незамкнутой системе?

А как же дисбаланс вещества и антивещества во вселенной по заверениям теоретиков? Почему тут нет симметричности? :)

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(22:41:48 / 30-08-2014)

Хотелось бы увидеть, - хде, собссна, ента сама "незамкнутость" в обсуждаемом в статье случае.

шере так скасать муар:

- хде деньги треться сила, Зин коллега?

Аватар пользователя Ёлёт
Ёлёт(4 года 3 месяца)(22:54:52 / 30-08-2014)

Как коллега коллеге, могу лишь сослаться на липистричество и магнетизм как вещь в себе и неограниченную сей банкой :)

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(22:57:29 / 30-08-2014)

Аватар пользователя Likn
Likn(4 года 5 месяцев)(23:11:29 / 30-08-2014)

В общем, нашли дешевые долгоживущие электроды. Очень хорошо. Значит, электролизу с высоким КПД быть.

В далеком детстве баловался электролизом с лезвиями бритвы в качестве электродов. ВОда уже через 5 минут становилась цветной, а лезвия щербатыми. А выделявшаяся смесь забавно взрывалась.

Аватар пользователя segerist
segerist(5 лет 10 месяцев)(00:34:43 / 31-08-2014)

новая реклама Энерджайзер?

Аватар пользователя Bion
Bion(4 года 5 месяцев)(14:50:40 / 31-08-2014)

А почему в эти "экоавтомобили на топливных энергоячейках" просто не засунуть мизинчиковую батарейку, вместо того чтобы совершать массу дополнительных действий, кпд которых, как мы помним, не может быть равным 1???

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...