• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

„Nanopuud“ püüavad päikeseenergiat ja muudavad vee vesinikkütuseks

15.03.2012 by Anu Mets Leave a Comment

California Ülikooli elektriinsenerid ehitavad imeväikestest nanojuhtmetest valmistatud „metsa“. Selle metsa abil loodavad nad fossiilseid kütuseid kasutamata püüda „puhtalt“ päikeseenergiat ning seda vesinikkütuse tootmiseks koguda. Teadustöö meeskond avaldas oma uurimustöö tulemused teadusajakirjas Nanoscale. Teadlaste sõnul võimaldavad nanojuhtmed, mida valmistatakse külluslikult leiduvatest ainetest, näiteks ränist ja tsinkoksiidist, vesinikkütust suureskaalaliselt laiali kanda.

„Tegemist on puhta meetodiga puhta kütuse tootmiseks,“ väitis professor Deli Wang uudisteportaali Physorg.com vahendusel.

Elektronmikroskoobiga tehtud pilt nanometsast, teisiti öelduna „kolmemõõtmeliste harudega nanojuhtmete ridadest“. Kontrastiks on lisatud rohelist tinti. Pilt: Wang Research Group, UC San Diego Jacobs School of Engineering

Wangi sõnul on maksimaalse päikeseenergia koguse püüdmise võtmeteguriteks puude vertikaalne ülesehitus ja oksad. Seda seetõttu, et puude vertikaalne struktuur püüab ja neelab valgust, samas kui  lamedad pinnad seda vaid peegeldavad. Wang väitis, et see ülesehitus sarnaneb inimsilma reetina fotoretseptoritega. Ka kosmosest võetud piltidel Maast on näha, et valgus peegeldub lamedatelt pindadelt, näiteks ookeanidelt või kõrbetelt, kuid metsad paistavad märksa tumedamatena.

Wangi teadustöö meeskond jäljendas seda struktuuri oma „kolmemõõtmelises okstega nanojuhtmete ridades“. Selles kasutatakse vesinikgaasi tootmiseks fotoelektrokeemilist vee lõhustamise protsessi. Vee lõhustamine on protsess, mille käigus eraldatakse vee molekulid hapniku ja vesiniku aatomiteks selleks, et eraldada kütusena kasutatav vesinikgaas. Selle protsessi käigus kasutatakse puhast energiat, mis ei tekita kõrvalsaadusena kasvuhoonegaase. Võrdlusena kasutatakse tavaliselt vesinikku fossiilkütustest toodetava elektri abil.

„Vesinikku peetakse „puhtaks“ kütuseks võrreldes fossiilsete kütustega, sest seda kasutades ei väljastata süsinikku. Käesolevalt kasutatav vesinik ei ole aga puhtalt toodetud,“ sõnas Ke Sun, kõnealuse projekti juht.

Selleks, et koguda vertikaalsete nanopuu-struktuuride abil rohkem päikesevalgust, arendas Wangi meeskond välja meetodi rohkema vesinikkütuse tõhusaks tootmiseks, kui tavapärased ühel tasapinnal asuvad ekvivalendid vaid peegeldavad valgust oma pinnalt. Pilt: Wang Research Group, UC San Diego Jacobs School of Engineering

Selleks, et koguda vertikaalsete nanopuu-struktuuride abil rohkem päikesevalgust, arendas Wangi meeskond meetodi rohkema vesinikkütuse tõhusaks tootmiseks. Lisaks maksimeerib Suni sõnul vertikaalne oksastruktuur vesinikgaasi toodangut. Näiteks peavad lameda ja laia pinnaga keeva vee potis mullid muutuma suureks, selleks et pinnale tõusta. Nanopuu struktuuri puhul aga eraldatakse väga väikeseid vesinikgaasi mulle palju kiiremini. „Veelgi enam – selle ülesehituse abil oleme vähemalt 400 000 korda parendanud pinnaala keemiliste reaktsioonide toimumiseks,“ väitis Sun.

Selle eksperimendi käigus asetatakse nanopuu-elektroodid vee alla ja neid valgustatakse simuleeritud päikesevalgusega selleks, et mõõta seadme elektritoodangut. Pilt: Joshua Knoff, UC San Diego Jacobs School of Engineering

Pikas perspektiivis on Wangi teadustöö meeskonna eesmärk veelgi ambitsioonikam – nad loodavad läbi viia kunstlikku fotosünteesi. Selle protsessi käigus koguvad taimed päikesevalgust neelates ka süsinikoksiidi ja vett. Nende ainete abil toodavad taimed oma kasvuks vajalikke süsivesikuid. Wangi meeskond loodab seda protsessi jäljendada ning samuti ka süsivesinikku atmosfäärist püüda. Sellega loodab ta vähendada süsiniku väljalaset ja muuta see süsivesinikkütuseks.

„Me püüame jäljendada seda, mida taimed teevad päikesevalguse energiaks muutmiseks,“ väitis Sun. „Loodame, et lähitulevikus võiks meie nanopuu struktuur olla koostisosa tõhusast seadmest, mis töötab tõelise puuna ja fotosünteesib.“

Uurimustöö meeskond uurib ka alternatiive tsinkoksiidile, mis neelab Päikese ultraviolettkiirgust, kuid mille probleemid stabiilsusega mõjutavad nanopuu-struktuuride eluiga ja kasutust.

Allikas

Teadusartikkel: „3D branched nanowire heterojunction photoelectrodes for high-efficiency solar water splitting and H2 generation”

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Söövitusmeetod aitab 2-D struktuuridest luua 3-dimensionaalseid
  2. Huvitavate polarisatsiooniomadustega multiferroidsest metalliühendist
  3. Teadustöö grafeeni ja boornitriidi kaksikkihtmaterjali valmistamisest võib tähendada läbimurret transistoritööstuses
  4. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  5. Grafeen kiirgab infrapunavalgust
  6. Teadlased valmistasid mittemürgised painutatavad nanolehed
  7. Maailma tundlikuimad kaalud mõõdavad joktogrammides
  8. Süsiniknanotorufiibrite valmistamine ja omadused
  9. Mitmepaisulised transistorid klassikaliste väljatransistorite asendajatena
  10. Teadlased avastasid uue energiaallika

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: nanotehnoloogia, Tulevikuenergia

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in