Химики создали батарейку, работающую по принципу фотосинтеза

Фото: Marit Mitchell

В новом исследовании ученые разработали способ запасать энергию в химической форме, в основе которого лежит реакция разложения воды на составляющие — кислород и водород. Как и при фотосинтезе, наработанный кислород высвобождается в атмосферу, а из водорода «выжимается» энергия в топливных элементах.

Одна из главных проблем альтернативных источников энергии (солнечных и ветряных электростанций) — нерегулярность поступления энергии. Чтобы разрешить ее, нужно создавать новые эффективные способы запасать энергию. На сегодняшний день для этих целей используются дорогостоящие батареи, имеющие ограниченную емкость. В работе, опубликованной в журнале Science, группа ученых из США, Китая и Канады предложила альтернативную методику использования и хранения энергии солнечного света — за счет разложения воды на составляющие ее элементы. Точно такой же принцип извлечения энергии используют растения.

Разложить воду на составляющие — кислород и водород — можно, приложив напряжение к опущенным в жидкость электродам. Однако процесс окисления атомов кислорода и формирования молекулы газообразного кислорода O2 требует создания высоких напряжений, что делает реакцию энергетически невыгодной. В ходе экспериментов авторы нового исследования разработали технологию получения из трех недорогих металлов — вольфрама железа и кобальта — катализатора, который облегчает образование молекул кислорода.

Исследования нового катализатора показали его высокую эффективность — до трех раз выше, чем у существующих на сегодняшний день. Кроме того, он оказался весьма устойчивым, отработав около 500 часов без заметных признаков деградации.

Одной из областей применения подобных технологий является космическая промышленность, разрабатывающая солнечные батареи и солнечные паруса для космических аппаратов. К примеру, недавно группа российских ученых предложила методику производства более дешевых солнечных батарей на основе полупроводников.
Теги:

Читать еще на Чердаке: