Шпинат увеличивает мощность топливных элементов
Ученые из Американского университета выяснили, что богатый питательными веществами шпинат может служить отличным возобновляемым богатым углеродом катализатором. Идея использования фотосинтетических и электрохимических свойств шпината существует уже около 40 лет. Это однолетнее растение легко выращивать, и оно богато железом и азотом. Десятилетия назад физик Элиас Гринбаум, работавший в Национальной лаборатории Окриджа, выступал на конференции, посвященной его исследованиям, связанным со шпинатом. В частности, его интересовали основанные на белке «реакционные центры» в листьях шпината, которые являются основным механизмом фотосинтеза — химического процесса, с помощью которого растения превращают углекислый газ в кислород и углеводы.
Существует два типа реакционных центров. Один тип, известный как фотосистема 1 (PS1), преобразует углекислый газ в сахар; другая, фотосистема 2 (PS2), расщепляет воду с образованием кислорода. Большой научный интерес представляет PS1, который действует как крошечная светочувствительная батарея, поглощая энергию солнечного света и испуская электроны с почти 100-процентной эффективностью. PS1 способна генерировать индуцированный светом поток электричества за доли секунды.
Разумеется, это не огромная мощность, но ее достаточно, чтобы однажды запустить небольшие молекулярные машины. Работа Гринбаума обещала создать искусственную сетчатку, например, заменить поврежденные клетки сетчатки светочувствительными PS1 для восстановления зрения у людей, страдающих дегенеративным заболеванием глаз. Поскольку PS1 можно настроить так, чтобы она вела себя как диод, пропускающий ток в одном направлении, но не в другом, ее можно использовать для создания логических вентилей для рудиментарного компьютерного процессора с использованием проводов размером с молекулу, сделанных из углеродных нанотрубок.
Гринбаум — лишь один из многих исследователей, интересовавшихся шпинатом. Например, в 2012 году ученые из Университета Вандербильта объединили PS1 с кремнием, чтобы получить уровни тока почти в 1000 раз выше, чем те, что достигаются при нанесении белковых центров на металлы, наряду с умеренным увеличением напряжения. Цель заключалась в том, чтобы в конечном итоге создать «биогибридные» солнечные элементы, которые могли бы конкурировать со стандартными кремниевыми солнечными элементами с точки зрения уровней напряжения и тока.
Помимо реакционных центров, у шпината есть и другие интересные свойства. Например, в статье китайских исследователей от 2014 года сообщалось об экспериментах по сбору активированного угля из шпината для конденсаторных электродов, а в декабре 2019 года другая группа китайских ученых исследовала возможность создания нанокомпозитов на основе шпината, которые могли бы служить фотокатализаторами.
Шпинат также оказался многообещающим катализатором в технологии топливных элементов. Ранний запатентованный подход Гринбаума к использованию растения в качестве катализатора включал разбрызгивание металлической платины на PS1 для получения чистого газообразного водорода для питания топливных элементов. По словам авторов новой статьи, листовая зелень может быть менее токсичным и более дешевым катализатором реакции восстановления кислорода в топливных элементах, в которой используется другой подход — из шпината изготавливаются нанолисты с высоким содержанием углерода.
Приготовление катализатора на основе шпината начинается с мытья свежих листьев, превращения их в сок, высушивания и замораживания. Затем в полученный порошок добавляются соли (хлорид натрия и хлорид калия) и немного меламина, чтобы повысить содержание азота. Соли играют ключевую роль в создании пор в конечных нанолистах, тем самым увеличивая площадь поверхности, доступную для оптимизации химических реакций. «На этом этапе наш метод требует, чтобы мы добавляли немного больше азота в исходный материал, потому что, хотя шпинат изначально содержит много азота, в процессе приготовления часть этого азота теряется», — Шучжун Цзоу, профессор химии Американского университета. Наконец исследователи использовали два этапа термического разложения материала при температуре 900°C для производства нанолистов с высоким содержанием углерода. Они обнаружили, что катализаторы на основе шпината более эффективны, чем катализаторы на основе платины.
«Эта работа предполагает, что можно сделать устойчивые катализаторы для реакции восстановления кислорода из природных ресурсов. Испытанный нами метод позволяет производить высокоактивные катализаторы на основе углерода из шпината, который является возобновляемой биомассой. Фактически, мы считаем, что он превосходит коммерческие платиновые катализаторы как по активности, так и по стабильности», — отмечает Цзоу. Следующим шагом станет создание полного прототипа, в котором катализатор на основе шпината используется в реальном водородном топливном элементе. По словам Цзоу, для этого потребуется сотрудничество с другими лабораториями. Шпинат также может быть хорошим катализатором для металло-воздушных батарей, используемых для питания электромобилей.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Глобальное потепление лишит Антарктиду 76% метеоритов

Девочки-близнецы испытывают одинаковые чувства

Древнеиндийская мандала в районе линий Наска

Древние легенды и мифы рассказывают о ануннаках

Женщина чудом выжила после удара молнии

ИИ может притворяться более глупым, чем есть на самом деле

История об оборотнях пронизана загадками и тайнами

Клетки поджелудочной железы пересадят от свиньи человеку

Космические кладбища, затмение и ждать ли НЛО

Космические силы США планируют провести учения на орбите

Магическая сила, делающее тело неуязвимым

Маленькие человечки похитили мужчину

Под Уфой заметили НЛО

Таинственные лабиринты Чинканас

Тайна упавшей в Омске кометы и 17000 фото НЛО

Тайны европейских подземных тоннелей

Тело фанатки вампиров нашли обескровленным

Экстрасенс нашел место захоронения пропавшего мальчика

Гильотинные ножницы по металлу. Назначение и критерии выбора

Как выбрать массажное кресло

Франшиза CyberSeller под управлением Азата Аширова

Большинство людей хотят заниматься сексом с роботами

Будущие эпидемии могут возникнуть из-за ИИ

В Башкирии жители заметили НЛО в небе

В новом отчете Пентагона по НЛО есть серьезные недостатки

Вычисление точных размеров экзопланет

Зонд для поисков жизни на спутниках Юпитера

Кислород и углерод улетучиваются из магнитосферы Венеры

Мы не готовы к вторжению инопланетян

НЛО замечен небе над Екатеринбургом

Новая идея для космических солнечных батарей

Обнаружены звездные ветры от трех солнцеподобных звезд

Поиски неуловимого Лох-Несского чудовища

Призрак опрокидывает напитки в одном из пабов Британии

Странный сигарообразный НЛО над шоссе в Миссури

Существо-муравей замечено на Марсе

Тёмная материя повышенной плотности существует

Ужасающая реальность ядерной радиации

Уэльс - горячая точка внеземной активности

Человек-сатана сменил имя на Дьявол

Ярчайший гамма-всплеск произошел из-за коллапса звезды

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Автостоянки у супермаркетов не интересуют НЛО

В Массачусетсе происходят массовые наблюдения НЛО

В Уэльсе было зарегистрировано 323 случая наблюдения НЛО

Если на Европе существует жизнь её обнаружат

Инопланетные шарики, выловленные из Тихого океана

Конспирологи считают ЦЕРН угрозой миру

Министерство обороны опубликовало досье об НЛО

НАСА сняло НЛО, летящий над Луной

НЛО был замечен над Арлингтоном

НЛО замечен над Техасом во время солнечного затмения

НЛО прилетают в Уэльс не за мясом

НЛО прилетают к нам через дополнительные измерения

Перуанские мумии инопланетян требуют новых исследований

Правда об НЛО вызовет беспорядки

Пульсирующий синий НЛО снят над Финиксом

Режиссер делится своим Ангельским опытом

Существуют ли НЛО на самом деле

Ускоренное расширение Вселенной замедляется

Файлы необъяснимого стал самым популярным шоу Netflix

Что такое Гаванский синдром

Подписка на новости
Наверх