Химия
Википедия
Химия
Химией называется одна из обширных и важных отраслей естествознания о веществах и их свойствах, строении, а также о превращениях, которые происходят во вр... читать далее »
Статьи по Химии
16.08.2013 16:34
Нульмерные транзисторы могут поднять эффективность электролиза. Химия.
Николя Клеман (Nicolas Clément) из Национального центра научных исследований (Франция) вместе с коллегами провёл чрезвычайно интересный опыт по использованию нульмерных транзисторов.
Когда для получения водорода из воды её разлагают электролизом, значительная часть энергии уходит буквально «в пузырьки», «промахиваясь» мимо собственно процесса разделения молекул воды на кислород и водород.
Схема экспериментальной установки (иллюстрация N. Clément et al.).
«Все механизмы потери энергии при электролизе пока до конца неясны, — подчёркивает Николя Клеман. — Она может теряться на диффузию водорода в воде или же на движение противоионов вокруг электродов при образовании пузырьков».
Эксперимент заключался в следующем. Исследователи поместили 0,2-микрометровую каплю солёной воды в микрованну. Под ней они разместили транзистор и два электрода. При приложении напряжения небольшие пузырьки водорода появлялись на катоде, в то время как на аноде образовывались пузырьки хлора побольше.
Предельно малый транзистор, который авторы за близость к точке называют нульмерным, регистрировал появление пузырька и преобразовывал его в электрический импульс. По расчётам, которые основывались на токе, полученном в опыте от единичного транзистора, помещение 2 млн нульмерных транзисторов под микрованну должно увеличить КПД электролиза до 99%.
«Здесь три новшества, — рассказывает г-н Клеман. — Во-первых, мы используем нульмерный транзистор в жидкости, а другие исследовательские группы фокусировались либо на двухмерных плоских транзисторах, либо на одномерных, таких как нановолокна. Во-вторых, мы наконец-то показали, что вполне возможно точно фиксировать момент образования одиночного пузырька при помощи транзистора, что очень важно для электрохимиков, желающих понять и оптимизировать множество электрохимических процессов в жидкостях. В-третьих, мы собираем потерянную энергию и "создаём" из неё импульсы, чтобы достичь эффективного уровня отдачи в электролизе».
Ранее некоторые исследователи пробовали повысить КПД электролиза, собирая энергию, теряемую при получении водорода, с помощью различных вращающихся устройств; на это даже было получено несколько патентов. Однако технология оказалась недостаточно практичной. А вот массовое производство нульмерных транзисторов, полагают французы, технически вполне возможно.