Ученые из Национального исследовательского совета Испании и Политехнического университета Валенсии обнаружили метод преобразования веществ путем воздействия на них микроволнового излучения. В основе уже запатентованной технологии лежит химическое восстановление под воздействием микроволн. Этот
Ученые из Национального исследовательского совета Испании и Политехнического университета Валенсии обнаружили метод преобразования веществ путем воздействия на них микроволнового излучения.
В основе уже запатентованной технологии лежит химическое восстановление под воздействием микроволн. Этот процесс заключается в выходе из молекул вещества атомов кислорода. Исследователям удалось зафиксировать явление по изменению электропроводности материалов при температуре около 300 °C.
Молекула, лишенная кислорода, переходит в нестабильное состояние, которое сохраняется при воздействии микроволнового излучения. Но в его отсутствии вещество стремится вернуться в начальное состояние, то есть присоединить атом кислорода. Это может быть сделано в том числе за счет расщепления воды. Кислород перейдет в вещество, а оставшийся водород станет газом.
В рамках исследования, размещенном в издании Nature Energy, в качества материала, теряющего и поглощающего кислород, использовался оксид церия. Одно из основных преимуществ новой технологии заключается в том, что она смягчает ограничения по условиям получения водорода и не требует применения электродов, соприкасающихся с активным веществом. Благодаря этому установки для производства водорода таким способом могут быть более разнообразными по конструкции, простыми и, следовательно, дешевыми.
«Это технология обладает большим практическим потенциалом, особенно в сферах накопления энергии, производства синтетических топлив или экологически чистых химических веществ, — отмечает один из исследователей профессор Хосе Мануэль Серра. — Это особенно важно в наши дни, когда идет декарбонизация и электрификация транспорта и промышленности, и поставлены сложные задачи на период до 2030 и 2040 годов в сфере уменьшения потребления ископаемых веществ, в основном природного газа и нефти, и получаемой от них энергии».
Открытие, по мнению ученых, найдет основное применение в экологически чистом производстве водорода. В своей работе исследователи отмечают высокую энергоэффективность новой технологии. Кроме того, по стоимости создания оборудование, необходимое для производства водорода с помощью микроволн, легко может конкурировать с устройствами для выработки водорода традиционными методами.
Уже сейчас ученые ищут для своего открытия и необычные способы использования, которые найдут применение в будущем. Одно из них — сверхбыстрая зарядка аккумуляторов. За счет проникающей способности микроволны обеспечат одновременное восстановление заряда во всем объеме батареи, поэтому на восполнение запаса энергии потребуется всего несколько секунд.
Восстановление веществ под воздействием микроволн поможет и при освоении космоса. По мнению исследователей, таким способом можно будет получать чистый кислород из грунта Луны, Марса и других космических тел, где будут жить люди.
Исследователи надеются, что изменение активного вещества и условий его преобразования помогут найти новые «бесчисленные» сферы применения технологии.
Источник: nature.com
{full-story limit=»10000″}
Источник:
