Никель-молибденовые нитриды могут стать бюджетной альтернативой платиновым катализаторам

В Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработан новый класс гетерогенных электрокатализаторов на основе нанолистов нитридов никеля и молибдена. С ними электролиз воды может быть проведён без использования очень дорогих платиновых катализаторов, а его эффективность будет почти такой же.

Отчёт об этом исследовании опубликован 8 мая в журнале Angewandte Chemie — International Edition. Интересно, что,

хотя исследователи сознательно получили структуру на базе никель-молибденовых нитридов, они не предвидели эффекта самопроизвольного формирования нанолистов.

Рис. 1. Неожиданное формирование при нагреве в аммиаке идентичных нанолистов никель-молибденово-нитридного катализатора резко увеличило его поверхностную площадь, вплотную приблизив по эффективности к платине. (Фото Brookhaven National Laboratory).

Промышленное производство водорода пока либо далеко от экологичности (конверсия из газа), либо дорого (электролиз воды). В последнем случае способны помочь катализаторы, но и здесь есть немало препятствий. Чтобы катализатор эффективно ускорял химические реакции, он должен обладать одновременно ... Читать дальше »

Ученые разрабатывают подводные фотоэлектрические элементы

Ученые из Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории (NRL) в настоящее время ведут работы в области создания подводных фотоэлектрических элементов с широкой запрещенной зоной, которые будут способны производить достаточно энергии для работы электронных сенсорных систем на глубине до 9 метров.

На сегодняшний день функционирование подводных автономных систем и сенсорных платформ сильно ограничено из-за отсутствия стабильных и продолжительных источников энергии. Все подобные системы используют энергию, поставляемую с берега, либо получают питание от аккумулятора, который имеет достаточно ограниченный срок службы.

Попытки использовать фотоэлементы для подводных систем до настоящего времени также имели ограниченный успех, в первую очередь из-за нехватки проникающего солнечного света. Ведь солнечные батареи в большинстве своем оптимизированы под наземный солнечный спектр.

Несмотря на абсолютную интенсивность солнечной радиации под водой, спектральный состав света узок. Следовательно, высокая эффективность преобразования солнечного света станет достижима, если фотоэлектрический элемент будет оптимизирован под диапазон определенных длин волн.

Предыдущие попытки разработки подводных солнечных батарей были основаны на использовании кристаллических кремниевых солнечных элементов и затем аморфных кремниевых элементов.

Однако, ученые установили, что

... Читать дальше »

«Двуликие» наночастицы золота демонстрируют высокую каталитическую способность и экстраординарную долговечность

Четверть века назад учёные считали золото одним из самых инертных металлов, но затем было обнаружено, что дисперсии золотых наночастиц обладают высокой каталитической активностью. Вскоре выяснилось, что золотые наночастицы способны активировать многие промышленно важные реакции, такие как удаление токсичного угарного газа из индустриальных выбросов.

И хотя сегодня достоинства наноразмерного золота известны очень хорошо, приготовление этого материала в форме, допускающей многоразовое использование без потерь и деградации свойств, остаётся той задачей, решение которой позволит снять последнее ограничение на пути использования в промышленности.

Исследование, проведённое группой Мин-Юн Ханя из Института изучения материалов и инжиниринга и командой Юн-Вэй Чжана из Института высокопроизводительных вычислений (оба из конгломерата A*STAR, Сингапур), показало, что стабильность наночастиц золотого катализатора может быть резко увеличена, если покрыть их защитным слоем из диоксида титана с помощью специально разработанного метода.

Рис. 1. Янус-геометрия гибридных наночастиц золота (слева) обладает яркими каталитическими свойствами. В центре показаны эксцентрические наночастицы, справа — концентрические. Защитное покрытие из диоксида титана обеспечивает долговечность. (Илл. WILEY-VCН).

Новая технология позволяет получать так называемы ... Читать дальше »

«Лакмусовая бумажка» для определения свежести продуктов

Исследователи из США разработали дешевый флуоресцентный сенсор для определения свежести (или несвежести) пищевых продуктов, который также просто использовать, как лакмусовую бумагу.

Информация о сроках годности на упаковках пищевых продуктов может дать определенные подсказки на тему опасно или нет, есть этот продукт. Однако на качество продуктов и их свежесть могут повлиять условия их хранения, да, и как показывает практика, наклейки со сроками могут быть просто переклеены недобросовестными продавцами или поставщиками;

с другой стороны – при нанесении маркировки производитель может перестраховываться, и продукт остается свежим и по истечении обозначенного срока годности, что, очевидно, может приводить к неоправданному увеличению объемов пищевых отходов.

Несмотря на то, что в настоящее время существуют точные сенсоры для оценки степени свежести продуктов питания – системы электронный нос или флуоресцентные сенсоры – основанные на применении таких подходов анализы невозможно провести без громоздкого или сложного оборудования или же методы анализа настроены на какой-то определенный тип продуктов.

Все эти обстоятельства затрудняют возможности применения существующих методов анализа в повседневной практике.

Эрик Кул (Eric Kool) из Стэндфорда разработал дешевый и простой сенс ... Читать дальше »

Краткий экскурс в методы 3D-печати

Чтобы ответить на часто задаваемые вопросы я (пост взят с habrahabr.ru) опишу тут популярные технологии 3D-печати — печать расплавленным пластиком, порошком, фотополимером, лазерное спекание. Разумеется эта информация не является истиной в последней инстанции. Это картина, которая сложилась у меня на сегодня в голове из разных источников.

Печать расплавленным материалом (пластиками, шоколадом)

Это наиболее популярный метод среди любительских аппаратов. Суть его проста. Представляете себе как работает клеевой пистолет? С одного конца пистолета толкается пластиковый пруток, а на другом конце он разогревается до текучего состояния и выдавливается в место склейки. Принтер представляет из себя станок с 3мя осями. Печатающая головка закреплена на координатной системе станка. Когда она передвигается по координатам X/Y расплавленный пластик выдавливается из тонкого (0.3–0.5мм) сопла и застывает. Напечатав один слой, принтер изменяет координату Z (опускает платформу/поднимает головку) и печатает следующий слой.

Разница между принтерами

Основная разница между принтерами заключается в том, как реализовано передвижение по 3-м осям, как подается материал, подогревается столик или нет, поддерживается ли печать 2мя материал ... Читать дальше »