szerző:
hvg.hu

A tudósok az algák és a növények módszeréből kiindulva olyan eszközt terveztek, amely széthasítja a vízmolekulákat, s üzemanyagként alkalmazható hidrogént termel.

A legnagyobb energiájú kék
fényt használják fel
© sxc.hu
A Physorg című tudományos weboldal értesülései szerint a Penn State egyetem kutatói víz és napfény segítségével érik el céljukat.

„Jelenleg még csak tervezési fázisban vagyunk, ezért egyelőre nem dolgozunk túlzott hatékonysággal” – magyarázta Thomas E. Mallouk anyagfizikával és -kémiával foglalkozó professzor. „De nem állunk messze a 10-15 százalékos hatékonyságot lehetővé tévő katalizátorrendszer megalkotásától. Ha sikert érünk el, a víz fotolízisével tiszta forrásból juthatnánk hidrogénhez.”

Bár a legújabb fejlesztésű napelemek már 10 százaléknál nagyobb hatékonysággal alakítják a látható fényt elektromos energiává, a Penn State kutatói által kifejlesztett napcelláknál egyelőre az a probléma, hogy a felhasznált félvezetők nem tudnak kellő mennyiségű fényt felvenni.

Az átalakított napfény arányának növelése érdekében a fotoszintézist imitáló festékanyagokkal kísérleteztek, ezekkel azonban az volt a probléma, hogy eredményként vagy hidrogént, vagy oxigént termeltek, ráadásul felhasználták a vegyületeket a folyamat során. További probléma, hogy ez a rendszer igen költségigényes, voltaképpen többe kerül így kettéválasztani a vízmolekulákat, mint elektromosság segítségével; viszont az itt alkalmazott katalizátorok, bár könnyen szétválasztják a hidrogén- és oxigénatomokat, engedik, hogy hasonlóan könnyen újra vízzé alakuljanak.

A Penn State tudósai az Arizona State University kutatóival összefogva olyan katalizátorrendszert fejlesztettek ki, amely a megfelelő festékanyagokkal kombinálva képes utánozni azokat az elektronátviteli folyamatokat, amelyek a növényekben zajlanak le a fotoszintézis során. Eredményeikről az American Association for the Advancement of Science (Társaság az Amerikai Tudomány Előmeneteléért) február 17-i éves találkozóján számoltak be Bostonban.

A folyamat kulcsa egy aprócska molekulaszerkezet, amelynek közepén a katalizátor szerepét betöltő iridium-oxid-molekulák foglalnak helyet, körülöttük narancs-vörös festékmolekulákkal. Ezek a molekulák nagyjából 2 nanométer átmérőjűek. A kutatók azért szavaztak a narancs-vörös színre, mert ezek az anyagok azokat a napfényben található, kék tartományú fényhullámokat nyelik el, amelyeknek a legmagasabb az energiaszintjük. Amikor a látható fény rávetül a festékanyagra, az így átadott energia gerjeszti a benne található elektronokat, amelyek a katalizátor segítségével széthasítják a vízmolekulákat, ezáltal szabad oxigént termelve.

„Minden felszíni iridiumatom másodpercenként körülbelül ötvenszer képes ezt a reakciót előidézni” – magyarázta Mallouk. „Ez körülbelül három nagyságrenddel gyorsabb, mint a leghatékonyabb mesterséges katalizátor, s a növényekben található, a fotoszintézist beindító, a vizet oxidáló fehérjekomplex hatásához hasonlítható.”

A kutatók a katalizátorral egy titán-dioxid elektródát impregnáltak, amelyet anódként használtak, s platinát alkalmaztak katódként. A két elektródát egymástól elkülönítve – hogy megakadályozzák a hidrogén és az oxigén újbóli egyesülését – sóoldatba merítették. Egyelőre még külső áramforrásra is szükségük volt a kutatóknak a reakció előidézéshez, ám azt remélik, átalakított molekulaszerkezettel – hogy a katalizátoranyagból minél többet érhessen egyszerre napfény – jobb eredményeket érnek majd el a közeljövőben.

Legyen HVG pártoló tag!

Köszönjük a több mint 4000 tagnak és támogatónak, akik idáig 45 millió forinttal segítették munkánkat.
2019-ben is olyan exkluzív sztorikat fogunk olvasóinknak bemutatni, mint tavaly a kamupártok pénzlenyúlásai, Lázár János bécsi videójának háttere vagy a szlovákiai újságírógyilkosság magyarországi szálai.
Ha önnek is fontos a minőségi újságírás, csatlakozzon!
Köszönjük a több mint 4000 tagnak és támogatónak, akik idáig 45 millió forinttal segítették munkánkat.
2019-ben is olyan exkluzív sztorikat fogunk olvasóinknak bemutatni, mint tavaly a kamupártok pénzlenyúlásai, Lázár János bécsi videójának háttere vagy a szlovákiai újságírógyilkosság magyarországi szálai.
Ha önnek is fontos a minőségi újságírás, csatlakozzon!
euractiv.hu Tech

Interaktív európai napenergia-térképet indítottak

Az Európai Bizottság interaktív napenergia-térképet dolgozott ki, amelynek segítségével bármely európai földrajzi helyről megállapítható, hogy mennyi napenergia-lehetőséget rejt magában. A térkép jól szolgálhatja azt, hogy a tagországok energiaszükségletük egy részét új forrásokból szerezzék be.

euractiv.hu Tech

Az EU-polgár napenergiát akar

Az EU polgárok mintegy 80 százaléka támogatja a megújuló energiaforrások használatát a drága olaj- és gázimport helyett Az atomenergiát a válaszadók 12 százaléka preferálja – áll az Eurobarometer felmérésében.

automenedzser.hu Autó

Hidrogén: a Föld megmentője, de mikor?

A hidrogénmeghajtású autók időről-időre a magazinok címlapjára kerülnek, mint technológiai messiások, amelyek véget vetnek a globális felmelegedésnek, s pontot tehetnek az olajhoz kötődő társadalmi feszültségek végére. A kérdés már csak az, mikor érkezik el a hidrogén-kánaán?

MTI Tech

Versenyképessé válhat a napenergia ára

A napenergiából nyert villamosáram ára a maihoz képest kilowattóránként 15-20 eurócenttel, egyharmadára fog csökkenni 15-20 éven belül - állítja egy az Európai Unió megrendelésére készült tanulmány.

hvg.hu Tech

Olcsóbb a napenergia, mint a szén egy új fejlesztésnek köszönhetően

A Nanosolar nevű, 2002-ben alapított cég olyan áttörést ért el, amelynek felhasználásával a korábbi 3 dollárról 30 centre esett le egy wattnyi napenergia előállításának a költsége. Ezzel a világtörténelemben először lehetővé teszi, hogy a széntüzelésnél olcsóbban állítsunk elő napenergiát.

MTI Tech

Németország a világ legfőbb napenergia-termelője

Miközben a németek milliói menekülnek szabadságra a nyirkos és sötét hazájukból a mediterrán napra, a világ napenergia-termelésének 55 százaléka azokból a napelem-panelekből származik, amelyeket hazájukban a Balti-tenger és a Fekete-erdő között állítottak fel.

Autó

Hidrogénautó-gyártók versenye

Több nagy autógyártónál is készülnek már kis szériában hidrogénhajtású autók, ám a vízgőzt kipufogó négykerekűek még drágák, és tankolni sem könnyű velük.

MTI Tech

Több mint 500 kilométer egy tank hidrogénnel

A hidrogéncellás gépkocsik egy tankolással több, mint 500 kilométert is megtehetnek, ami egy új tárolási eljárásnak köszönhető. Az új eljárás még kísérleti stádiumban van, ennek ellenére brit kutatók szerint tíz év múlva már sorozatban gyárthatják ezeket a kocsikat - írja a Der Spiegel című német hetilap online kiadása.

Bari Máriusz Tech

Napenergiából élne a legmelegebb ausztrál város

A tervek szerint 2010-től várhatóan csak napenergia hasznosításával állítanának elő elektromos áramot az ausztrál Cloncurry-ben. A város rekordtartó, ott mérték a földrész legmelegebb, 53 Celsius fokos napi hőmérsékletét.

Balavány: Csalás a családdal

Balavány: Csalás a családdal

Afgán menekült nyitott fordítóirodát Szerbiában

Afgán menekült nyitott fordítóirodát Szerbiában

A családi vagyonok könnyebb kezelését tárgyalja a parlament

A családi vagyonok könnyebb kezelését tárgyalja a parlament

Furmintos hétvége

Furmintos hétvége

Victoria Beckham divatcsatornát indított a YouTube-on

Victoria Beckham divatcsatornát indított a YouTube-on

Félmeztelen Jason Momoával házalt egy kiscserkész, és bejött neki

Félmeztelen Jason Momoával házalt egy kiscserkész, és bejött neki