Создан прибор в виде легкого, который превращает воду в водородное топливо

Специалисты Стэндфордского университета разработали аппарат, который, имитируя работу легких, повышает эффективность электрокатализаторов и совершенствует производство энергии путем расщепления воды. Результаты исследования опубликованы в журнале Joule.

Первый автор статьи И Цуй (Yi Cui) и его коллеги предположили, что изменение формы пластины, которую используют для расщепления воды, может повысить эффективность работы. Они обратили внимание на принцип функционирования легких. Легкие человека — сепаратор с мембраной, который с ее помощью извлекает кислород из воздуха и перенаправляет его в кровоток. Исследователи решили повторить этот механизм.

Они создали пластиковую пленку толщиной 12 нанометров и проделали в ней крошечные поры. Одна ее сторона имела водоотталкивающие свойства, а вторую покрыли наночастицами золота и платины, которые участвуют в химических реакциях. Затем они свернули ее в небольшой мешочек, в котором металлы находились внутри.

Когда «легкие» погружены в воду, ученые подают напряжение. Вода расщепляется на кислород и водород, после чего составные элементы проникают внутрь мешочка и, проходя через проводящие металлы, производят энергию.

Авторы отметили, что пленки на основе углерода обычно вызывают образование пузырьков, что приводит к потере энергии. В их случае поры и новая форма прибора позволяют контролировать скорость, с которой газ проходит через мембрану, что минимизирует количество пузырьков. Кроме того, материал стабилен в течение длительного периода времени: спустя 250 часов структура сохранила 97 процентов каталитических свойств. Возможности углеродной мембраны снижаются до 74 процентов лишь за 75 часов. Сравнительные эксперименты показали, что мембрана в форме легкого на 32 процента эффективнее в преобразовании энергии по сравнению с плоской конфигурацией.

В будущем авторы собираются сконструировать систему из таких устройств. Они надеются, что движение в этом направлении поможет в создании экологически чистого источника энергии, который будет питать разные устройства — от автомобилей до смартфонов.

Ранее самарские инженеры создали двигатель для наноспутников на воде и спирте. Вода обеспечит высокую скорость маневрирования, а спирт предотвратит замерзание на околоземной орбите.