Новая технология расщепления воды. Расщепление воды
Ящик пандоры – Новая технология расщепления воды
Разработана новая технология расщепления воды работающая от электрического потенциала пальчиковой батарейки
В самом ближайшем времени люди в разных странах получат возможность приобретать электрические автомобили от компании Toyota и других автопроизводителей, источниками энергии в которых являются водородные топливные элементы. Такие автомобили рекламируются как абсолютноэкологически чистые транспортные средства, не выбрасывающие в окружающую среду никаких вредных веществ. Но на самом деле, все такие автомобили будут пока использовать водород, получаемый из природного газа, одного из видов ископаемого топлива.
Конечно, водород можно получать и другими способами, самым распространенным из которых является электролиз, расщепление воды на водород и кислород при помощи электрического тока. Но, к сожалению, такой процесс или требует использования дорогостоящих катализаторов из платины и других драгоценных металлов, или имеет отрицательный энергетический баланс, когда количество затрачиваемой на электроэнергии существенно превышает количество химической энергии, заключенной в самом водороде.
Но в скором времени такая ситуация может измениться коренным образом благодаря работе ученых из Стэнфордского университета. Группа профессора Хонгджи Дэй (Hongjie Dai) разработала достаточно недорогое устройство электролиза, которому для работы вполне достаточно электрического потенциала, создаваемого пальчиковой батарейкой типоразмера AAA. Естественно, ключевым моментом новой технологии стал новый катализатор, который не содержит ни платины, ни иридия, а состоит из соединений никеля и железа, элементов, которые находятся в изобилии на Земле.
"В течение нескольких десятилетий ученые занимались поисками дешевого эффективного катализатора, при помощи которого процесс электролиза может идти при комнатной температуре и при низком электрическом напряжении" - рассказывает профессор Дэй, - "В конце концов, нам удалось наткнуться на сложное соединение никеля и железа, которое работает столь же эффективно, как и патина. И это стало для нас полной неожиданностью".
Основное открытие было сделано Мингом Гонгом (Ming Gong), аспирантом профессора Дэя. "Минг обнаружил никель-железное/никель-оксидное соединение, которое в роли катализатора выступает эффективней чистого никеля, чистого железа или чистых оксидов этих металлов" - рассказывает профессор Дэй, - "Это соединение очень эффективно разлагает воду на кислород и водород, хотя мы еще не полностью понимаем, какие именно процессы принимают в этом участие"
Электроды из нового катализатора достаточно стабильны, но все же они очень медленно разлагаются в течение длительного времени. Имеющиеся опытные образцы способны непрерывно работать лишь в течение нескольких дней. А для масштабного применения таких катализаторов требуется срок непрерывной работы, исчисляющийся месяцами и годами.
"Результаты наших последних исследований позволят на надеяться на получение больших сроков службы электродов из нового катализатора" - рассказывает профессор Дэй, - "И после этого нашу технологию можно будет широко использовать для прямого получения водорода при помощи энергии солнечных лучей, энергии ветра и энергии из других возобновляемых источников".
Взято: www.rostov-rod-vzv.com
* Дополнительная информация:
Наступает эра свободных источников энергии [Возрождение Руси]
«Представления о природе Вселенной, если они правильные, могут стать ключом к невиданному прогрессу цивилизации, и, если они неправильные - привести к гибели и цивилизации, и жизни на Земле...» - Николай Левашов. Теория Вселенной и объективная реальность
Современная наука со скрипом признала, что она имеет некоторое представление приблизительно о 10% окружающей нас материи. Всё остальное она назвала Тёмной Материей, и делает вид, что всё обстоит прекрасно, именно так, как и должно быть. Это всё равно, что пытаться описать айсберг, не имея никакого представления о его подводной части...
* О Сущности, Разуме и многом другом... http://www.levashov.info - официальный сайт удивительного человека, русского учёного, целителя, писателя - академика Николая Левашова
pandoraopen.ru
Расщепление воды на водород и кислород | Водопровод
» Водопровод
Банк идей cегодня идей в Базе - 751
Расщепить воду на водород и кислород
Дата публикации: 06.07.
Водород как источник энергии привлекает своей экологической безопасностью. Ведь при его сжигании образуются только водяной пар. На Земле, запасы водорода в связанном состоянии в виде воды неисчерпаемы. Добыть водород из воды можно при помощи хорошо известного химического эффекта, называемого электролиз. Электрический ток разлагает воду на водород и кислород. Однако чтобы получать водород таким способом в промышленных масштабах, необходимо затратить огромное количество электроэнергии. А как можно в промышленных масштабах расщеплять воду на водород и кислород без использования электрического тока?
. Вспомним о хорошо известном биологическом эффекте биосинтеза, когда растения, без ничего , используя бесплатные ресурсы (солнечный свет, воду и углекислый газ) выделяют в окружающую среду кислород. Причём, этот кислород получается в результате расщепления воды. Может, можно подыскать подходящий биологический эффект, позволяющий расщеплять воду на водород и кислород, используя в качестве источника энергии солнечный свет?
Оказывается, что для расщепления молекул воды на водород и кислород можно использовать фотоэлектрохимический эффект. Фотоэлектрохимическая ячейка включает в себя погруженный в воду электрод, созданный на основе наночастиц природного материала гематита (разновидность оксида железа), покрытых сетью из зелёного белкового пигмента фикоцианина, содержащегося в сине-зелёных водораслях (рис.1).
Рис.1. Фрагмент фотоэлектрохимического электрода под электронным микроскопом. Красный фон - наночастицы гематита, зелёные нити - фикоцианин.
При облучении погруженного в воду поверхности этого электрода солнечным светом, электрод вырабатывает электрический ток, а электрический ток разлагает молекулы воды на водород и кислород. Полученный белковый комплекс на поверхности пластины оказался довольно стойким и не разрушался при контакте с оксидом железа в щелочной среде, на ярком свете.
Эта разработка представляет несомненный интерес в качестве возможного способа производства водородного топлива. Осталось выяснить, как наладить массовое производство этих электродов и как они будут работать в реальных условиях эксплуатации.
Ученые расщепили воду на водород и кислород, используя обычную батарейку
Ученые из Стэнфордского университета разработали необычное устройство, которое использует обычную 1,5-вольтовую батарейку, для расщепления воды на водород и кислород при комнатной температуре. Их разработка может являться дешевым и удобным способом для производства горючего для водородных автомобилей .
Расщепитель воды производится из относительно дешевых металлов, никеля и железа, через которые пропускается ток от обычной батарейки типа ААА, сообщает ресурс Gizmag.
«Нам впервые удалось расщепить воду при низком напряжении, используя недорогие металлы. Это очень важно, ведь ранее для подобных целей использовались дорогие металлы, такие как платина или иридий», говорит ведущий исследователь Hongjie Dai.
Технология имеет огромный потенциал в качестве источника питания для водородных двигателей, которые уже давно пророчат на смену бензиновым. В отличие от бензиновых двигателей, которые производят много вредных выбросов в атмосферу, в качестве побочного продукта у водородных агрегатов является вода.
Ранее водородные двигатели критиковали за их высокую стоимость, отсутствие развитой инфраструктуры и низкую энергоэффективность. Однако, по мнению исследователей из Стэнфордского университета, их изобретение может значительно исправить большинство этих недостатков.
«На протяжении многих лет ученые пытались сделать недорогие электрокатализаторы с высокой эффективностью и длительным сроком службы. Когда мы обнаружили, что никель является столь же эффективным, как и платина, это стало для нас неожиданностью», объясняет Hongjie Dai.
Катализатор из никеля и оксида никеля требует для расщепления воды значительно меньшее напряжение, по сравнению с чистым никелем или чистым оксидом никеля. Однако, как сообщают создатели, данная технология еще довольно «сырая» и не совсем готова для коммерческого использования.
В будущем ученые планируют разработать катализатор, работающий от солнечной энергии вместо батарейки. Ведь исследователи полагают, что их изобретение может существенно повлиять на производство водородных автомобилей. Кстати, напомним, что компания Toyota, планирует в следующем году представить автомобиль с двигателем, работающем на водороде .
Каким образом можно воду расщепить на водород и кислород?
kudec Гуру (4476) 6 лет назад
А в чем проблема, в малых количествах можно и два любых электрода (проводок, пластинка) вставить в воду и дать постоянное напряжение порядка 10-20 вольт.
Marat Просветленный (25772) 6 лет назад
Это просто.
1) Нетрудно показать, что равновесие 2h3O = 2h3 + O2 сместится в прямом направлении при температуре порядка +2000С. Недостатком термического способа является большая энергоёмкость и наличие других равновесий (с участием, например пероксида водорода).
2) Химический способ. Вода может быть как окислителем, так и восстановителем. Из воды можно выделить кислород, окислив её свободным фтором: F2 + h3O = O2 + HF. С другой строны, активный щелочной металл запросто вытеснит из воды водород: Na + h3O = h3 + NaOH (данные реакции идут при нормальных условиях).
3) Облучение паров воды лазером с использованием фемтохимических методов. Существует множество различных путей реакции с участием взаимодействующих молекул h3O. Задавая последовательность лазерных импульсов в определённой последовательности и в определённом частотном диапазоне, можно заставить систему дать в конечном итоге именно h3 и O2. Здесь положение усугубляется спиновым запретом процессов элементарного акта, но и его можно снять.
4) Электролиз жидкой воды: пропускание тока через ячейку, заполненную водой (водным раствором). Тогда на аноде будет выделяться кислород, а на катоде - водород. Легко показать, что минимальное напряжение, необходимое для этого, составляет порядка 2.2 вольт (в реальности, разумеется, больше - из-за омических потерь в водном растворе). Этот способ разложения воды на простые вещества является, пожалуй, наиболее доступным.
Источники: http://www.trizland.ru/ideas/2441, http://hi-news.ru/technology/uchenye-rasshhepili-vodu-na-vodorod-i-kislorod-ispolzuya-obychnuyu-batarejku.html, http://otvet.mail.ru/question/28926714
Комментариев пока нет!restart24.ru
Вода как топливо: ученые нашли эффективный способ расщепления воды на водород и кислород
Разработка недорогого метода создания чистого топлива для современных ученых является, чем-то вроде поисков философского камня для алхимиков прошлого. Но если у последних, судя по ценам на золото, в конечном итоге что-то не заладилось, то первые – добиваются определенных успехов в своих работах. Одним из таких способов может служить применение солнечного света, который расщепляет воду на ее составляющие – водород и кислород, а затем отделять водород и использовать его как топливо. Но процесс расщепления воды не так уж и прост.
Двое ученых из Института молекулярной инженерии (IME) и Висконсинского университета в Мадисоне серьезно продвинулись в деле создания «зеленого» топлива, значительно улучшив эффективность ключевых процессов и предложив несколько концептуально новых инструментов, которые позволят более широко применять технологии расщепления воды с помощью солнечного света. Результаты из работы опубликованы в журнале Nature Communications.
В своем исследовании, специалист в области электронных структур и симуляторов, профессор IME Джулия Галли (Giulia Galli) и профессор химии Кьйонг-Шин Чой (Kyoung-Shin Choi) Висконсинского университета нашли способ увеличить эффективность, с которой расщепляющий воду электрод адсорбирует фотоны света и, в то же время, улучшили поток электронов от одного электрода к другому. Симуляторы позволили им понять, что происходит на атомном уровне.
«Наши результаты вдохновят других исследователей в области поисков методов улучшения нескольких процессов с помощью одного подхода, - говорит Чой. – То есть, дело не только в достижении более высокой эффективности, но и создании новой стратегии в этом направлении».
Создавая электрод, который улавливает световое излучение, ученые стремились использовать как можно больше спектров солнечного света, способных возбудить электроны и преобразовать их в структуру, которая является оптимальной для реакции расщепления. Довольно важным моментом, хотя и свойственным для несколько другой области проблемы, является необходимость обеспечения легкого перемещения электронов между электродами, создающего электрический ток. До сих пор ученым приходилось прибегать к отдельным манипуляциям для улучшения адсорбции фотонов и движения электронов в тестируемых ими материалах.
По теме: Изобретен искусственный лист, использующий солнечный свет для выделения водорода в топливных элементах
Чой со своим коллегой доктором Тэ Ву Ким (Tae Woo Kim) пришли к заключению, что если нагреть электрод, изготовленный из материала на основе ванадата висмута, до 350 градусов Цельсия в азотной среде, некоторые частицы азота войдут в соединение с основным материалом. В результате была улучшена и адсорбция фотонов, и транспортировка электронов, однако, какое влияние на это оказывает азот, оставалось невыясненным. Было решено обратиться к Галли с тем, чтобы пролить свет на вопрос с помощью ее симуляторов.
С помощью тестов Галли обнаружилось, что азот воздействует на электроды несколькими способами. Нагревание в азотной среде способствует выделению атомов кислорода из ванадата висмута, создавая «дефекты», которые улучшают перенос электронов. Но позднее ученые выяснили, что помимо дефектов, перемещению заряженных частиц способствует также и сам азот, понижая порог энергии, необходимой для начала преобразования электрода в ту структуру, которая способна расщеплять воду. Это означает, что электроды могут использовать больше солнечной энергии.
«Теперь мы понимаем, что происходит на микроскопическом уровне», - отмечает Галли. – «Так что наша концепция внедрения носовых элементов и новых дефектов в материал может быть использована в других системах, в которых требуется улучшить эффективность. Более того, ее можно применять и в отношении других материалов».
Процессы, в которых теоретики и практики тесно взаимодействуют, являются естественными для науки. Но когда сотрудничество специалистов разных областей возникает на столь раннем этапе – явление, не совсем обычное. Двое ученых «нашли друг друга» с помощью Национального научного фонда и созданного им проекта CCI Solar – инновационного центра, объединяющего специалистов различных научных отраслей в поисках решений для создания технологий расщепления воды.
Читайте также: Фотоэлементы на основе нанотрубок от подводных бактерий сделают солнечные батареи на порядок эффективнее
Источник: phys.org
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!
Loading...
ecotechnica.com.ua
Новый способ расщепления воды | Химия в школе
Для решения проблем энергетики будущего заманчивой целью была бы разработка способа дешевого получения водорода для его применения в топливных ячейках и получения жидкого топлива.
В качестве альтернативы к существующим методам получения молекулярного водорода – обработке биомассы и электролизу воды, исследователи стараются разработать метод термического расщепления воды, который позволил бы получать Н2 за счет термической энергии Солнца и работы катализаторов на основе оксидов металлов. Однако классический подход к термическому расщеплению воды требует повторения нагревания и охлаждения, что приводит к затратам энергии.
Чарльз Масгрейв (Charles B. Musgrave) и Алан Ваймер (Alan W. Weimer) из Университета Колорадо смогли обойти проблему необходимость поддерживать режим температурного цикла, продемонстрировав первый способ термического расщепления воды при постоянной температуре.
Как отмечает эксперт по технологиям, связанным с использованием энергии Солнца, Альдо Штайнфельд (Aldo Steinfeld) заявляет, что результаты работы предлагают решение для достижения более высокой эффективности в процессе конверсии солнечной энергии в жидкое топливо и использовать энергию Солнца для промышленного получения топлива, конкурентоспособного по цене традиционным видам топлива.
Расщепление воды под действием солнечной энергии в режиме температурного цикла (сверху) и изотермическом режиме (снизу). (Рисунок из Science 2013, DOI: 10.1126/science.1239454)
При термическом расщеплении воды в рамках температурного цикла металлооксидный катализатор восстанавливается при высокой температуре – от 1200 до 1500°C, высвобождая молекулу кислорода; восстановленный оксид металла затем окисляется в присутствии воды при температуре около 400°C, в результате чего выделяется h3 и регенерируется исходный катализатор. Затем цикл повторяется.
При новом изотермическом подходе катализатор из оксида металла восстанавливается при 1350°C, высвобождая кислород, последующее окисление системы в присутствии воды, сопровождающееся выделением водорода и регенерацией катализатора происходит при этой же температуре. В соответствии с результатами нового исследования изотермический процесс эффективнее, чем процесс, в котором температура изменяется, однако исследователи признают, что новая система еще требует изучения.
Эксперт по процессам получения водород за счет использования солнечной энергии Мартин Роеб (Martin Roeb) из Института Солнечной Энергии в Кельне отмечает, что новая методика имеет хорошие шансы превзойти существующие термические методы разложения воды, протекающие в режиме чередования температуры. С ним соглашается специалист по материаловедению и химической технологии Соссина Хайле (Sossina M. Haile), соглашается с ним, подчеркивая, что термическое расщепление воды в изотермическом режиме значительно упрощает процесс, понижая нагрузку на оборудование. Немаловажно и то, что новая система демонстрирует большую эффективность в получении водорода из воды, чем существующие ныне.
Жаолинь Вонг (Zhaolin Wang), специалист по методам получения водорода из Университета Онтарио, отмечает, что переход к изотермическому режиму позволит увеличить срок службы катализатора, упросить условия процесса и увеличить выход выделяющегося водорода. Тем не менее, Вонг указывает на возможную опасность взрыва из-за совместного образования водорода и кислорода в результате самопроизвольного смешения окисленной и восстановленной формы катализатора, однако Ваймер уверен, что такого можно избежать.
Жидкое топливо, которое можно получить с помощью водорода, полученного в результате расщепления воды энергией Солнца, пока еще дороже ископаемого топлива, поэтому даже новый процесс не сможет стать началом революции в энергетике. Тем не менее, результаты нового исследования чрезвычайно важны с точки зрения фундаментальной науки, поскольку наглядно демонстрируют возможность реализации термохимических окислительно-восстановительных циклов в изотермических условиях.
teacher-chem.ru
Двигатель на воде: вечная мечта человечества
Казалось бы, топливо из воды и больше ничего – что может быть проще и в то же время гениальнее? Внешняя энергия нужна только для начала рабочего цикла двигателя: некая сила воздействует на молекулы воды так, что они распадаются на два атома водорода и один атом кислорода каждая. Потом водород, как нас учили, с лающим звуком сгорает в кислороде. Как итог – образуется вода. Часть энергии идет на то, чтобы толкать поршни двигателя, а часть – на новую реакцию. Получилась бы идеальная машина: окружающую среду не загрязняет, да и воды ей требуется не так и много.
Однако физики по отношению к таким изобретениям настроены весьма скептически: сама идея вечного двигателя противоречит второму началу термодинамики. Напомним: «Невозможен самопроизвольный переход тепла от тела менее нагретого к телу более нагретому». В применении к нашему гипотетическому топливу из h3O можно его переформулировать так: на расщепление воды уйдет больше энергии, чем получится в результате сгорания водорода.
Тем не менее, изобретатели уверены, что где-то здесь закралась ошибка. И есть способ расщепить воду с наименьшими затратами энергии.
1. Самая конспирологическая модель
Некоторые утверждают, что американский изобретатель Стэн Майер (на фото) изобрел свой водный двигатель еще в конце прошлого века. И даже успел получить на него патент. Но негодяи из топливных корпораций (или из Мирового правительства – кому как больше нравится) погубили механика-самоучку, чтобы его изобретение никогда не вышло в массы. В марте 1998 года изобретатель поужинал в ресторане, дошел до парковки и умер в своей машине. Ему было всего 48 лет. Предположительная причина смерти – отравление, а по официальной версии – аневризма сосудов головного мозга.
Итак, двигатель мистера Майера был устроен следующим образом. Главное в устройстве – некий «водный топливный элемент». Именно в нем вода с помощью электролиза распадается на водород и кислород, образуя так называемый гремучий газ, HOH (гидроксид водорода).
Именно эту штуку Майер установил в двигатель багги, заменив также свечи зажигания на специальные инжекторы, впрыскивающие гремучий газ в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Машинку изобретатель собрал еще в 1990 году и продемонстрировал ее корреспонденту телеканала штата Огайо. По его словам, всего 83 литров воды было бы достаточно для того, чтобы совершить путешествие из Нью-Йорка в Лос-Анджелес. А это, ни много, ни мало, почти пять тысяч километров.
История изобретения довольно печальна. Стэн продал патент на багги двум инвесторам за 25 тысяч долларов. А в 1996 году, после того, как багги исследовали именитые эксперты из Лондонского университета Куин Мэри и Королевской инженерной академии наук Великобритании, суд признал его виновным в подлоге и обязал его вернуть деньги инвесторам.
2. Воздух и вода
В 2008 году мир потрясла очередная новость о двигателе, работающем лишь на воздухе и воде. На этот раз добрая весть прилетела из Японии: корпорация Genepax заявила, что для работы их двигателя требуется только вода и воздух. Как и в версии Стэна Майера, двигатель внутреннего сгорания от Genepax работает на водороде, который выделяется из воды. А вся соль устройства – в особой конструкции электродов, которые, собственно, и расщепляют воду на водород и кислород. Это изобретение японцы назвали MEA – Membrane Electrode Assembly (мембранное электродное устройство).
Работает оно так: гидрид металла взаимодействует с водой, а в результате получается водород. Правда, с помощью нового устройства эта реакция длится дольше – пока работает двигатель. А значит, нет нужды в особом баке для перевозки крайне взрывоопасного водорода. Как утверждают представители компании Genepax, для реакции нужны катализаторы – например, платина.
В последнее время о водном двигателе ничего не слышно – то ли революционности в открытии никакого нет, то ли ресурсодобывающие компании не дают уникальному автомобилю стать массовым.
3. Пакистан избавляет себя – и весь мир заодно – от топливного кризиса
Именно с таким посылом правительство мусульманского государства, обделенного ресурсами, решило вложиться в работу одного инженера, который заявил о создании уникального водного двигателя. Агха Вакар Ахмад создал специальное устройство, которое методом электролиза расщепляет воду на водород и кислород и может быть установлено на любой двигатель внутреннего сгорания. Что, кстати, и было продемонстрировано пакистанским ученым и экспертам из министерства энергетики.
Изобретение пакистанского механика не снимет ваш автомобиль с углеводородной иглы полностью. Тем не менее, после подключения его к стандартным цилиндрам бензинового или дизельного двигателя у автомобиля резко снижается расход топлива. И само топливо сгорает практически полностью – а значит, уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу.
Разработки водно-бензинового двигателя сейчас пока продолжаются. В обстановке полной секретности, разумеется.
Фото с сайтов waterpoweredcar.com, paktribune.com и saypeople.com
www.da-voda.com
Расщепление воды - Справочник химика 21
Благодаря развитию в последние годы промышленности микробиологического синтеза ферменты стали более доступны. Это позволяет применять их не только в пищевой промышленности. Ферменты, катализирующие реакции расщепления водой белков, жиров и углеводов, в очень небольших количествах вво- дят в синтетические моющие средства, предназначен- ные для стирки, [c.113]
Напишите структурные формулы этиленовых углеводородов, озониды которых при расщеплении водой образуют [c.53]Известно, что в ходе фотосинтеза растения используют воду и СО, для произ..,)дства углеводов и выделения кислорода. Процесс осуществляется в фотосинтезирующих структурах — хлоропластах, которые в свою очередь состоят из более мелких субклеточных структур — ламелл, В ламеллах при поглощении двух квантов света молекулами хлорофилла протекает реакция расщепления воды и СОг [c.342]
Для некоторых процессов в водных растворах вода является непосредственным участником реакции. Примером наиболее изученных реакций подобного типа является гидролиз ( расщепление водой ) этилацетата с образованием уксусной кислоты и этанола (этилового спирта [c.208]
Из употребляемых для расщепления озонидов таких безводных растворителей, как спирт, эфир, безводные муравьиная и уксусная кислоты, лишь последняя оказалась особенно пригодной. В этой кислоте озонирование протекает очень равномерно, так как почти все озониды в ней растворимы и таким образом при ее употреблении eвoзмoжнo загрязнение образующегося озонида вследствие обволакивания им исходного материала. Однако для приготовления чистых озопидов ледяная уксусная кислота не особенно пригодна, так как требуется слишком высокая температура для ее полного удаления. Зто обстоятельство не имеет значения, когда озонид сразу расщепляется в самом растворе. Расщепление озонидов ледяной уксусной кислотой производится таким же образо.м, как и водой, т. е. простым нагреванием или продолжительным кипячением. При этом образуются перекпси в значительно большем количестве, чем при расщеплении водой, а при известных условиях имеют место даже все теоретически предусмотренные возможности. Так, озонид олеиновой кислоты распадается в ледяной уксусной кислоте следующим образом [c.86]
Поэтому не удивителен интерес, который проявляется к использованию тепла, выделяемого в атомном реакторе для химического расщепления воды. [c.68]
Бензин предваритель ного гидрирования Бензин расщепления Вода введенная. . . Вода реакции. . . Зола 4-катализатор. Пастообразователь Непрореагировавшая масса угля. ... [c.230]
Из жиров путем расщепления водой получают свободные жирные кислоты [c.294]
Прямой фотолиз воды. не. подходит для преобразования солнечной энергии, поскольку вода не поглощает в видимом спектральном диапазоне. Энергетический порог расщепления БОДЫ до радикальных фрагментов И и ОН примерно соответствует длине волны света Я = 240 нм, но даже на этой длине волны свет поглощается слабо. В то же время ионный окислительно-восстановительный механизм требует переноса четырех электронов. Для переноса каждого электрона необходима свободная энергия 472/4=118 кДж/моль, соответствующая энергии поглощаемого кванта света с длиной волны примерно 1000 нм в ближнем ИК-диапазоне (или, в терминах потенциала, около 118 000/96 500=1,22 В). Такое многоквантовое окислительновосстановительное расщепление воды представляется многообещающим. Вопрос заключается в том, как его осуществить. [c.268]
Напишите структурные формулы этиленовых углеводородов, озон иды которых при расщеплении водой образуют формальдегид и 2-метил-бута-наль. [c.41]
В этом случае п — степень полимеризации — удвоилось, а соотношения масс составляют приблизительно 10 137, т. е. количество металла ничтожно мало. Но и процессы химической деструкции не требуют больших масс реагентов. Рассмотрим расщепление водой макромолекулы полиамида в определенных условиях о Н I о Н о [c.512]
Донор электронов Y для фотосистемы I расположен в конце последовательности компонентов электронтранспортной цепи — после пластохинона, цитохрома / и пластоцианина. Он получает электроны, передающиеся через эти промежуточные компоненты, от соединения Q (окислительно-восстановительный потенциал 0В). Q является акцептором электронов в фотосистеме II и получает их через Р-680 от донора Z. Как уже отмечалось, восстановительный акцептор Q передает электроны фотосистеме I. Окисленный донор Z является достаточно сильным окислителем, способным окислить воду, что приводит к выделению кислорода. Таким образом, энергия для расщепления воды по- ставляется светом, улавливаемым фотосистемой II. [c.344]
Важным примером делокализации и поглощения энергии является хлорофилл, который обсуждался в послесловии к гл. 20. Ароматическое кольцо, окружающее ион Mg , представляет собой протяженную делокализо-ванную систему, образуемую порфирином (см. рис. 20-19). Электронные энергетические уровни этой системы обусловливают поглощение света с одним максимумом в фиолетовой области, при 430 нм, и вторым максимумом в красной области, при 690 нм (см. рис. 20-22). При поглощении света молекулой хлорофилла ее электрон возбуждается на более высокий уровень это позволяет хлорофиллу восстанавливать ионы Ге " в ферре-доксине, белке с молекулярной массой 13000, который содержит два атома железа, координированные к сере. Последующее окисление ферредоксина служит источником энергии для протекания других реакций, которые в конце концов приводят к расщеплению воды, восстановлению диоксида углерода и, наконец, к синтезу глюкозы, С НиОв. [c.307]
Побочной стадией гликолитического и спиртового брожения является так называемый пентозофосфатный путь, на котором происходит расщепление воды и также выделение СОа. [c.53]
Модификацию цеолита мохсно проводить посредством ионного обмена. Общий способ приготовления цеолитов, обладающих каталитической активностью, заключается в обмене ионов Na на двух- или трехвалентные катионы и нагревании полученного материала до температуры >300 °С. Такой метод позволяет ввести в цеолиты все ионы периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Поливалентные катионные формы цеолитов образуют центры, идентичные тем, которые имеются в Н-цеолитах. Полагают, что образование подобных кислотных центров происходит благодаря расщеплению воды, связан- [c.109]
Реактор, в котором проводят расщепление воды, имеет вид кожухотрубчатого диффузора, изготовленного из палладиевых трубок, через которые может диффундировать только водород, но не кислород или вода. Реактор помещают между полюсами магнита. Пары воды при относительно высоких температуре и давлении поступают в реактор из испарителя. Водород отводится через стенки, неразложившаяся вода, кислород и остаток водорода удаляют через конец трубки. В случае необходимости использования катализатора им можно набить трубку. [c.335]
Давно известен термохимический цикл расщепления воды, который частично использовался в промышленности [558] под названием железо-паро-углерод-ного процесса. [c.357]
Представляет значительный интерес термохимическое разложете воды, протекавщее при температуре 8 Юf900° . Расщепление воды на водород и кислород осуществляется по сложному циклу с помощью введения в него на определенных стадиях восстановителей или окислителей. Предполагается, что источником тепла для термохимических циклов будет служить атомный реактор /ё/. Термохимические циклы трудно реализуемы из-за протекания побочных реакций. [c.11]
Использование солнечной энергии для расщепления воды на основе комбинирования фотохимических процессов с процессами электролиза я термохимическими процессами является предметом исследований как в Японии, так и в ФРГ. На конференции в Сан-Франциско (США) в 1974 г. [618] докладывался новый метод проведения фотохимических реакций, позволяющий помимо ультрафиолетового излучения использовать также и видимую часть спектра, т. е. преобразовывать в химическую или электрическую энергию большую часть солнечной радиации. В качестве реагирующей системы предложено использовать некоторые красители, в которых фотохимические окислительно-восстановительные реакции протекают относительно быстро. [c.419]
Необходимая для гидролитического расщепления вода появляется в реакционной массе в результате термического разложения солей сульфокислот. [c.146]
Кипящая вода легко расщепляет их с образованием перекиси водорода и альдегида нли кетона или же соответсгвующих последним перекисей или кислот. Эта реакция была использована для определения структуры сложных ненасыщенных органических соединений, например каучука или гуттаперчи, так как по характеру продуктов расщепления можно судить о положении двойной связи в молекуле. Озонирование с успехом применяется также для синтеза труднополучаемых органических соединений. Образование озонидов происходит количественно. Озониды расщепляются также ледяной уксусной кислотой, спиртом или щелочью, причем обычно образуются те же продукты, что и нри расщеплении водой. [c.374]
Взаимодействие частично дегидроксилированной поверхности кремнезема с водой приводит к регидроксилированию поверхности, Регидроксилирование можно рассматривать как процесс расщепления водой связи 51—О в напряженном силоксановом мостике в соответствии со схемой [c.64]
Сера входит в состав некоторых важнейших аминокислот. Так, в молекуле цистсина содержится группа 8Н. При определенных условиях из двух молекул цистеина образуется ци-стин — в нем остатки цистеина связаны между собой дисуль-фидной связью (8 — 8). Эти связи необходимы для придания белковым молекулам определенной конфигурации. Переход 8—8 8Н осуществляется в процессах переноса водорода в клетках. Этот обратимый процесс служит организму защитой от радиационного поражения улавливаются радикалы Н-и ОН-, появляющиеся в клетках при расщеплении воды под действием радиации. Цистин образуется при гидролизе белков, образующих покровные ткани (из волос, шерсти, рогов и т. д.). [c.182]
Сущностью процесса является использование фотохимической энергии для расщепления воды и тем самым для восстановления СО2. В реакции выделяется молекулярный кислород, хотя он появляется на более ранней стадии последовательности реакций, чем стадия восстановления СО2. Собственно фотохими- [c.228]
Если Ared И Сох обозначают молекулу воды, то реакция (8.86) будет представлять реакцию расщепления воды [c.280]
Восстановление озонидов сернистой кислотой или амальгамой алюминия дало в общем те же результаты, что расщепление водой. Но при дальнейшем действии у1сазанных реактивов образуются так же соответствующие спирты, что значительно затрудняет количественное определение продуктов распада [c.87]
Так как при восстановлении озонидов образуются те же продукты, что при расщеплении водой, то Штаудингер считает, что предлагае- чая Гарриесом формула оаонида, по которой они являются производными перекиси гликоля, не может удержаться наряду с его формулировкой, рассматривающей озониды как производные ацеталя. По Штаудин гору восстановление озонидов протекает по следующей схеме [c.87]
Модификация цеолитов посредством ионного обмена. Общий способ приготовления цеолитов, обладающих каталитической активностью, заключается в обмене ионов патрия на двух- или трехвалентные катионы и нагревании полученного материала до тем-tieparypbi >300°С. Такой метод позволяет ввести в цеолиты почти все ионы периодической системы [143]. Активность таких замененных цеолитов первоначально объясняли взаимодействием электростатических нолей вблизи катионов с образованием карбокатионов путем поляризации связи С—Н реагирующей молекулы [144]. Эта гипотеза теперь полностью отвергнута, и в настоящее время считают, что поливалентные катионные формы цеолитов образуют кислотные центры, идентичные тем, которые имеются в Н-цеолитах [145]. Полагают, что образование подобных кислотных центров происходит благодаря расщеплению воды, связанной с поливалентными катионами [146] [c.48]
В стадии лабораторных исследований [512] находился и другой метод низкотемпературного расщепления воды с использованием света в термоэлектрической батарее. Такая батарея состоит из трех частей. В первой, верхней части солнечная энергия собирается светопоглощающим материалом (оксид магния или кремния) и тепло стабилизируется на определенном уровне (520 К) расплавом, циркулирующим под светопоглощающей пленкой (металлический калий, натрий). Этот расплав предотвращает внезапные температурные скачки и сохраняет накопленное тепло на стабильном уровне. Вторая часть конструкции представляет полупроводящий сплав с р — -переходом типа висмут — теллур — сурьма, цинк — сурьма — константан. Третьей частью устройства является платиновый элемент, который служит и для [c.340]
В последнее время разрабатываются новые направления использования солнечной энергии речь идет о фотосинтетических процессах, сопровождающихся разложением воды и выделением водорода. Вероятно, возможно создание искусственных ламелл с неограниченным временем действия, использующих световую энергию для расщепления воды на водород и кислород. На первой стадии такого типа процессов под действием солнечного света на интенсивной культуре микроводорослей (например, сценедесмусе или хлорелле) начинает накапливаться биомасса и выделяется кислород. На второй стадии биомасса при помощи специальных бактерий перерабатывается в водород или метан. [c.342]
chem21.info
Расщепление - молекула - вода
Расщепление - молекула - вода
Cтраница 1
Расщепление молекулы воды не является самопроизвольным; в отсутствие энергии расщепление вообще не происходит, и уже начавшаяся реакция тотчас же прекратится, если подачу энергии прервать. [1]
Ответ: Эта составляющая - расщепление молекул воды, происходящее в световой фазе. [2]
Следовательно, эти избыточные протоны обусловлены протоли-тическим расщеплением молекул воды под действием ионов. Протолитическое расщепление молекул воды ионами представляет собой предельный случай обсуждавшегося в разд. [3]
В противоположность Траубе, Виланд допускает, что окисление кислородом воды происходит не через расщепление молекулы воды и связывание гидроксильных ионов, но через присоединение целых молекул воды и последующее дегидрирование возникающего гидрата. [4]
В фотосинтезе высших растений и водорослей ( рис. 10.1) энергия света поглощается и используется для расщепления молекул воды. Этот простой процесс ( световая реакция) приводит к выделению кислорода и к образованию восстановительных эквивалентов, которые затем используются в последовательности темновых реакций для фиксации двуокиси углерода в доступной форме углеводов. Углеводы могут утилизироваться как энергетические запасы или как источник углерода для синтеза всех других молекул, в которых нуждается растение. В ходе фотосинтеза происходит образование АТР по сопряженному механизму фотофосфорилирования. [5]
Кислородные мостики представляют собой весьма важную структуру, легко и экзотермически подвергаемую гидролитическому разрыву при одновременном присоединении продуктов расщепления молекул воды. [6]
Существует мнение, что перенос протонов через мембраны тилакои-дов сопряжен с циклическим окислением и восстановлением пластохи-нонов ( аналогично тому, как это происходит с убихиноном в митохондриях) и что фотосистема II локализована внутри тилакоидов. В таком случае после расщепления молекулы воды два протона ( по одному на электрон) останутся внутри тилакоида, а электроны будут выведены под действием света через двойной липндный слой к акцептору Qv расположенному снаружи. [7]
В процесс фотосинтеза непосредственно вовлекаются три ресурса: свет, двуокись углерода и вода, вступающие между собой в сложные взаимодействия. Связанная хлорофиллом лучистая энергия расходуется на расщепление молекул воды; при этом двуокись углерода восстанавливается, а кислород высвобождается. [8]
Роев и Теренин [149, 150] также обнаружили непрерывное поглощение при исследованиях ИК-спектров воды, этанола и метанола, адсорбированных на окиси хрома. Весьма вероятно, что оно тоже вызвано присутствием туннельных и дефектных протонов, возникающих при этих условиях в результате протолитического расщепления молекул воды. [9]
Существует ряд теорий химического действия ультразвука [8-11], но до сих пор нет единой, что объясняется очень большими трудностями, возникающими при изучении этого явления. По-видимому, химическое действие ультразвука почти всегда является косвенным, так как связано с кавитационными явлениями, приводящими к расщеплению молекул воды на радикалы, вступающие затем в те или иные реакции с присутствующими при этом органическими веществами. [10]
Роль марганца в обмене веществ у растений сходна с функциями магния и железа. Марганец активирует многочисленные ферменты, особенно при фосфорилировании. Благодаря способности переносить электроны путем изменения валентности он участвует в различных окислительно-восстановительных реакциях. В световой реакции фотосинтеза он участвует в расщеплении молекулы воды. [11]
Процесс превращения воды в пар подразделяют на две стадии. В первой стадии к воде подводят тепло в количестве, - необходимом для доведения ее температуры до кипения, которое возрастает с увеличением давления. Во второй стадии к воде, подогретой до температуры кипения, подводят тепло в количестве, необходимом для ее испарения. Это количество тепла с возрастанием давления уменьшается. Тепло, затрачиваемое на испарение, расходуется на расщепление молекул воды и на ее объемное расширение, не вызывая повышения температуры ни воды, ни пара. Эта теплота носит название теплоты парообразования. [12]
Излучения, испускаемые источниками радиоактивных веществ, взаимодействуют с атомами и молекулами среды, в которой они распространяются. Это взаимодействие является причиной изменений, которые происходят в организме человека, подвергшегося действию облучения. Первичным моментом радиационного поражения является ионизация атомов и молекул тканей при прохождении через них потока ионизирующих частиц. Ионизация вызывает разрыв молекулярных связей и изменение химического строения соединений ткани; непосредственным результатом облучения является также расщепление молекул воды, содержащейся в ткани, на радикалы гидроксил и водород, обладающие высокой химической активностью и образующие при взаимодействии с молекулами ткани ряд новых соединений, не свойственных здоровой ткани. В результате таких изменений нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. [13]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
