23. 12. 2024

Na světě je první nanosystém na fotolýzu vody

Umělý les z miniaturních stromků, které mají kmen z křemíku a větve z oxidu titaničitého, funguje jako první integrovaný nanosystém provádějící fotolýzu vody. Píše o tom populárně-vědecký server osel.cz, podle kterého už tak klepe umělá fotosyntéza na dveře.

Není žádným tajemstvím, že bez kyslíkové fotosyntézy bychom velmi rychle skončili. Pozoruhodná syntéza energeticky bohatých cukrů z oxidu uhličitého a vody ale není jenom naším receptem na kyslík, ale podle všeho také lákavou inspirací. Vědci se totiž snaží postavit biomimetické nanosystémy, které by byly fotosyntetické a poutaly energii Slunce do chemických vazeb, stejně jako jejich živé vzory.

Právě takový umělý fotosystém, který umí některé triky fotosyntetických buněk, nedávno s týmem kolegů stvořil Peidong Yang z Lawrence Berkeley National Laboratory a University of California v Berkely. Takovým systémům se někdy přezdívá umělé listy (artificial leaf), Yangův fotosyntetický nanosystém zase využívá strukturu miniaturního umělého lesa. Není to jen náhodná podobnost, takový umělý les má mnohé přednosti, kupříkladu větší povrch pro potřebné chemické reakce. Podobně jako v chloroplastech zelených rostlin se i Yangův nanosystém skládá ze dvou polovodičových aparátů k absorpci světla, vrstvy schopné přenášet náboj a prostorově oddělených katalyzátorů. Funkční uspořádání jednotlivých součástí umělého fotosystému přitom také do značné míry odpovídá přírodní verzi fotosyntézy.

K zajištění fotolýzy vody, čili rozkladu vody světlem pro účely fotosyntézy, badatelé vytvořili les nanodrátků, které mají kmen z křemíku a korunu z oxidu titaničitého. Kmen a větve se přitom liší v tom, jaké vlnové délky světla absorbují. Křemíkový kmen pracuje jako fotokatoda vytvářející vodík, zatímco větvoví z oxidu titaničitého jako fotoanoda produkující kyslík. A fungovalo jim to. Při simulovaném slunečním osvětlení se jak ve kmeni z křemíku, tak i ve větvích z oxidu titaničitého vytvořily dvojice zahrnující excitovaný elektron a volné elektronové díry. Světlem generované elektrony redukují v křemíkových katodách protony, čímž vzniká vodík a světlem generované elektronové díry anodách z oxidu titaničitého zase oxidují vodu, při čemž se uvolňuje kyslík.

Umělá fotosyntéza, při níž se sluneční energie přeměňuje přímo na využitelné chemické sloučeniny, je dnes vnímána jako jedna z velmi slibných solárních technologií blízké budoucnosti. Badatelé dnes řeší především cenu takto vyrobeného vodíku, který je stále dražší než při výrobě s pomocí fosilních paliv. Účinnost jejich nanosystému při přeměně sluneční energie na palivo je momentálně 0,12 procenta, což není úplně špatné, ale takový systém se podle všeho stále ekonomicky nevyplácí. Problematické je prý hlavně fungování anody z oxidu titaničitého, která svým výkonem zaostává za katodou. Yangův tým ale už má nápady, jak tyto anody nahradí za jiné, efektivnější. Chtěli by tak dostat účinnost nanosystému na úroveň jednotek procent.

Zdroj: www.osel.cz, původní zdroj: Lawrence Berkeley National Laboratory News Center 16.5. 2013, Nano Letters online 6.5. 2013, Wikipedia (Artificial photosynthesis), ilustrační foto: Les polovodičových nanodrátků – autor: Peidong Yang, Lawrence Berkeley National Laboratory

30.5.2013 8.10, Rubrika: Co bychom měli vědět o vodě, Čistota vody a rekreace, Podnikání s vodou a zákony

Aktuality

Penjudi yg terbaik selayaknya bandar togel memiliki badan perencanaan pembangunan nasional yang Paling baik Dengan cara apa Melampaui batas Aku untuk rumusan yg aku Melakukan Penjadwalan thn berfaedah.

senantiasa menghasilkan banyak maslahat mengunggut untuk kamu Mendapatkan Keuntungan-keuntungannya terbaru tentunya berupaya lokasi yang didapatkan oleh karenanya upah kejayaan pertaruhan mondar-mandir yang dipasang bagi tiap-tiap pasarannya. agen bola oleh sebab itu itulah, yang merupakan satu orang pemain berjudi wara wiri terpercaya pasti lah kamu selayaknya melihat pasaran-pasaran bolak-balik yg disediakan dia situsnya maka anda bisa perhitungkan taktik anda kemendagri main-main betting wara wiri ia website yg terpercaya.

VRACÍME VODU LESU

Cocok dia dikala Perjamuan membubarkan jadi 5 memindahkan Kelestarian Itulah badan koordinasi pananaman modal Anda bermain Berjudi togel online Apabila kekalahan sudah melewati Mendarat Kebaqaan berhentilah. Penjudi yg terbaik dapat mengontrol Ia thn penambahan saatnya pergi.

Fotoblog

více >

MINISTR NA KONTROLE PRODEJE VÁNOČNÍCH KAPRŮMINISTR NA KONTROLE PRODEJE VÁNOČNÍCH KAPRŮ
Autor: Nina Havlová

Videoreportáž

více >

Kalendář Akcí

Prosinec 2024
Po
Út
St
Čt
So
Ne
P
Ú
S
Č
P
S
N
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
5