|
Схема работы новой системы. Желтый шар справа изображает Солнце. Слева видны голубоватые цилиндры, представляющие собой нанотрубки. Серыми кружками показаны атомы углерода, голубыми - кислорода, а красными - водорода. Крупные бордовые скопления изображают островки наночастиц платины и меди. Иллюстрация авторов исследования
|
Американским ученым из Пенсильванского университета удалось создать новую технологию производства метана, которая использует нанотрубки из диоксида титана (TiO
2), легированные азотом. Об этом сообщает информационное агентство Nature News. Работа исследователей опубликована в журнале
Nano Letters.
Для получения метана ученые поместили углекислый газ и пары воды в металлические контейнеры, закрытые с одного конца прозрачной крышкой из кварца, с внутренней стороны которой располагался слой из нанотрубок. Контейнеры пролежали на улице с июля по сентябрь 2008 года, подвергаясь ежедневному воздействию солнечных лучей.
По словам ученых, производство метана происходило непосредственно внутри нанотрубок. Под воздействием солнечного света в них возникали свободные переносчики электрического заряда, разделявшие молекулы воды на гидроксильные радикалы и ионы водорода, которые объединялись в атомы водорода.
Дальнейший ход реакции пока не очень ясен. Ученые полагают, что под действием тех же переносчиков заряда углекислый газ внутри нанотрубок распадается на кислород и угарный газ (CO), который реагирует с водородом с образованием воды и метана.
Измерения показали, что производительность новой системы составляет примерно 160 микролитров метана на один грамм нанотрубок за час. По словам исследователей, этот результат почти в 20 раз превосходит лучшие из полученных ранее результатов.
Секрет производительности заключается в особой технологии производства нанотрубок. К полым трубкам из диоксида титана, легированным азотом (это означает, что во время производства нанотрубок к диоксиду было добавлено небольшое количество азота), добавляются наночастицы платины и меди, которые формируют на их поверхности своего рода "островки". Раньше ученым уже было известно, что TiO2 способен катализировать производство метана под действием ультрафиолетового излучения, однако благодаря добавлению азота, а также наночастиц платины и меди ученым удалось добиться катализа реакции при обычном освещении.
По словам исследователей, новая технология в будущем может быть использована для промышленного производства метана.
