​Ученые из МФТИ в содружестве с коллегами из США изобрели необычный способ добычи водородного топлива с более высоким по сравнению с бензином или дизелем КПД при сгорании. Синтезированные учеными липид-белковые мембранные нанодиски (бактериородопсин) в сочетании с популярным фотокатализатором, оксидом титана (TiO2), производят водород из воды под действием света. 

Ранее, чтобы получить светочувствительный мембранный белок бактериородопсин, пришлось бы выделять его из определенного типа мембран микроорганизма Halobacterium halobium. Под действием солнечного излучения бактериородопсин начинает выкачивать протоны из клетки вовне, за счет чего клетка усиленно производит аденозинтрифосфорную кислоту.

Сравнительно недавно появились технологии, позволяющие синтезировать мембранные белки в лабораторных условиях и вовсе без участия живых клеток. При помощи специального белка фосфолипиды (основные липиды, из которых состоят клеточные мембраны) заключаются в так называемые нанодиски, благодаря чему обретают целостную форму и способность к фотокатализу. А во взаимодействии с другим светочувствительным веществом - диоксидом титана - липид-белковые нанодиски значительно усиливают свою фотокаталитическую способность.

Нанодиски поместили вместе с кусочками диоксида титана в водный раствор, добавив туда же кусочки платины, улучшающей фотокатализ. За считаные часы диоксид титана и нанодиски слипались друг с другом - белок бактериородопсин впитывал свет и передавал энергию диоксиду титана, а также переносил протоны, отделившиеся за счет платинового катализатора при реакции восстановления. Чтобы восстановление происходило более динамично, ученые добавили в раствор небольшое количество метилового спирта, служившего источником электронов для свободных протонов, образовывавшихся при восстановлении. Для контроля получившуюся смесь вначале осветили зеленым светом, в результате чего смесь выделила небольшое количество водорода. Затем смесь поместили под белый свет, под которым водород непрерывно выделялся на протяжении двух-трех часов. В итоге его выделилось примерно в 74 раза больше, чем при зеленом освещении.

Источники

Изобретен необычный способ добычи водородного топлива
Минобрнауки РФ (минобрнауки.рф), 20/07/2017

Похожие новости

  • 22/05/2017

    Ученые ТПУ предложили использовать золото для переработки отходов производства биотоплив

    ​Ученые Томского политехнического университета и их зарубежные коллеги разрабатывают золотые катализаторы для переработки одного из главных побочных продуктов производства биотоплив - глицерина. Благодаря катализаторам на основе наночастиц золота, разрабатываемым в ТПУ, из глицерина можно получать ценные химические продукты, востребованные в медицине, сельском хозяйстве, косметической индустрии и многих других областях.
    148
  • 26/08/2016

    Российские и немецкие ученые разрабатывают молекулярные переключатели для электроники

    ​Физики из Томского госуниверситета (ТГУ). а также их коллеги из Германии, работают над изучением новых свойств органики, наблюдаемых при взаимодействии органических молекул с металлом. Перспективное исследование, как отмечают его авторы, найдет применение в молекулярной электронике будущего.
    602
  • 17/07/2017

    Ученые ТПУ снабдили химические сенсоры «ловушками» для токсичных веществ

    ​Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Университета химии и технологии (Чехия, Прага) создали новые химические сенсоры для спектрометров комбинационного рассеивания — приборов, позволяющих с высокой точностью определить количественный и качественный состав вещества и его структуру.
    79
  • 17/03/2017

    Ученые ТГУ предложили свой способ снижения веса самолетов

    Ученые Томского государственного университета разработали специализированное покрытие, благодаря которому на 30 и более процентов можно уменьшить вес летательных аппаратов. Созданная в ТГУ технология не имеет в России аналогов и позволит снизить расходы на запуск и эксплуатацию аэрокосмической техники.
    390
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    941
  • 01/08/2017

    В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов

    ​Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Москве и Сибирского федерального университета (СФУ) создали эффективное акустоэлектронное устройство на основе синтетических алмазов, сообщила в понедельник пресс-служба СФУ.
    66
  • 31/10/2016

    В НГУ проходит российско-японская конференция по перспективным наноматериалам

    ​Новосибирский государственный университет совместно с Институтом химии твёрдого тела и механохимии СО РАН и Университетом Тохоку проводит с 30 октября по 2 ноября 2016 года российско-японскую конференцию «Advanced Materials: Synthesis, Processing and Properties of Nanostructures», посвящённую перспективным материалам и наноструктурам.
    1052
  • 19/07/2017

    Ученые ТПУ представляют свои разработки на крупнейшем авиасалоне МАКС-2017

    ​​18 июля XIII Международный авиационно-космический салон "МАКС-2017" - один из крупнейших мировых авиасалонов - начал свою работу на аэродроме в подмосковном Жуковском. Томский политехнический университет представляет здесь свои уникальные разработки, среди которых тепловой дефектоскоп для контроля композиционных материалов авиационной техники, технологии 3D-печати в условиях невесомости, покрытия для станций "Глонасс" и для защиты солнечных батарей, антиметеоритные защитные пленки для иллюминаторов космических кораблей.
    77
  • 31/05/2017

    Неземная технология: что добывают в Томске «космические старатели»

    ​Создание космических технологий является драйвером развития человечества, уверены проректоры двух вузов - Томского государственного университета (ТГУ) и Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) - Константин Беляков и Роман Мещеряков.
    156
  • 18/11/2016

    «Швабе» создаст МИМ-340 для биомедицинских исследований

    Холдинг "Швабе" создаст биомедицинскую версию лазерного интерференционно-модуляционного микроскопа МИМ-340. Новый прибор будет на 15-20% дешевле российских и зарубежных аналогов. Работа будет проходить в тесном взаимодействии с потенциальными заказчиками.
    439