Ведущие страны мира все чаще устремляют взгляд в сторону нанотехнологий. В одних только США за последнее десятилетие возросло число научных работников, занятых в области нанотехнологий, количество работ и исследований, открытий, а также финансирование это области государством увеличилось в несколько раз. Развивается и рынок продуктов с использованием нанотехнологий. Статистикой отмечается ежегодное увеличение этого рынка до 30%.
Такие темпы роста обусловлены новейшими разработками в области нанотехнологий, конечными продуктами и техническими решениями. Так в энергетике в последние годы произошло резкое увеличение применения нанотехнологических решений. Швейцарские ученые открыли способ повышения эффективности работы фотоэлектрохимических ячеек и производства дешевого водородного топлива.
Традиционных технологический процесс основывается на использовании полупроводниковых светочувствительных материалов, например, оксид меди, которые необходимы для проведения реакций, результатом которых является выработка топлива. Технология проста и не требует больших затрат. Минус заключается в неустойчивости к воздействию света оксида меди, погруженного в воду. При покрытия полупроводника тонким атомным слоев эта проблема решается. Этот вывод стал результатом исследований, проведенных Адрианой Парамчино и Елияхом Тимсеном.
Ученые проводили работы под руководством профессора Швейцарского федерального института технологий Лозаны Майка Гратзела. Специалистами были интегрированы две современные технологии для получения дешевого водорода. По новейшей технологии оксид меди надежно защищается от контакта с водой. Технология имеет несколько неоспоримых преимуществ: оксид меди является широко распространённым, он дешев, поверхность материала для обработки может быть абсолютно любой, существуют хорошие перспективы расширения данной технологии до промышленных масштабов.
Уникальность методики заключается в нанесение одноатомного слоя оксида цинка или оксида титана на оксид меди. По технологии ALD специалистам удалось выдержать заданную толщину защитного слоя в один атом по всей поверхности оксида меди. Этот факт является гарантией стабильного и эффективного производства водорода. Следующим этапом научных изысканий будет исследование и улучшение электрический свойств одноатомного защитного слоя.
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) и из Университета Монаша (Австралия) открыли новый процесс расщепления воды на кислород и водород, реализуемый на основе марганцевого катализатора в дешевом приборе. Благодаря методам спектроскопии ученые выяснили, что разложение воды атомы кислорода и водорода наиболее эффективно происходит при превращении марганцевых сложных соединений в бернессит, то есть соединения оксида марганца, калия, кальция и натрия. Процесс расщепления воды является двухэтапным. На первом этапе 2-е молекулы воды окисляются, и в результате образуется 1-а молекула кислорода, 4 электрона и 4 протона (заряженные ядра водорода). Затем электроны и протоны образуют две молекулы водорода. Для эффективного процесса в коммерческом плане необходимо применять сложные катализаторы. Они снижают величину тока и увеличивают количество получаемых полезных газов. Работа катализатора из марганца основывается на переходе между 2-мя его соединениями. При подаче тока маршанец-2 переходит в маршанец-4, принимая структуру бернессита. Под воздействием солнечного света бернессит опять превращается в марганец-2. Поскольку в процессе разложения воды фигурирует распространенный и недорогой материал, то есть перспектива создания долговечного и надежного катализатора, способного вырабатывать водород без дополнительных дорогостоящих устройств и приборов.
{odnaknopka}