Повышение чувствительности фотолиза воды

  

Вся электронная библиотека >>>

 Солнечная энергетика >>>

 

 

 

 Солнечная энергия для человека


Раздел: Наука

 

Повышение чувствительности фотолиза воды

  

В начале главы мы рассмотрели два способа расщепления молекул воды в процессе фотолиза, приводящих к образованию энергетических устойчивых соединений, которые затем можно было бы использовать для получения энергии. Мы познакомились также с некоторыми известными механизмами, посредством которых энергия, полученная от одного фота, можег сохраняться, пока с поглощением других фотонов не будет накоплено необходимое ее количество. Однако следует помнить, что ни один из рассмотренных способов не обеспечивает такой чувствительности реакции, при которой мы могли бы под действием солнечного излучения производить фотолиз воды в нужных масштабах.

Тем не менее в этом направлении уже предприняты определенные шаги и продолжаются поисковые работы. В начале 50-х годов Хейдт из Массачусетского технологического института предложил один из наиболее удачных способов повышения чувствительности фотолиза. В качестве фотосенсибилизатора он использовал перхлорат редкоземельного элемента церия. Последний относится к числу элементов, которые могут иметь несколько валентностей (вторая валентность церия обусловлена переходами электронов с внутренних оболочек, которые образуют дополнительные связи).

В следующем разделе мы увидим, что при диссоциации солей металлов в водных растворах ионы разделяются. Ион металла, входившего в состав молекулы исходной соли, передает часть электронов иону радикала, в результате последний приобретает отрицательный заряд, а первый становится положительно заряженным ионом. Валентность атома, из которого образуется ион, определяется количеством отданных зарядов.

К сожалению, описанная реакция не происходит под воздействием радиации с длиной волны выше 0,4 мкм, что снижает ее практическую ценность. (К числу ее недостатков следует отнести также замедление при наличии в воде постоянных примесей и слишком низкую продуктивность даже в идеальных условиях.) И за годы, прошедшие с момента осуществления этой реакции, положение существенно не улучшилось. Поэтому подробно останавливаться на ней едва ли целесообразно. Однако исследования продолжаются. Особенно интенсивно изучаются ранние стадии процесса фотодиссоциации. Ученые надеются найти фотосенсибилизаторы, действующие во всем спектре солнечного излучения, накапливающие энергию и увеличивающие к. п. д. фотолиза воды, причем это должны быть вещества, способные полностью восстанавливаться в ходе этих процессов. С таким гипотетическим веществом М процесс можно представить в виде возбуждаемой светом реакции восстановления

4М + 2Н20 + радиация -> 4М~ + 4Н+ + 02 (9.4)

с образованием кислорода, сопровождающейся последующей реакцией окисления:

4МГ + 4Н+ -> 4М + 2Н2,     (9.5)

когда наряду с водородом это вещество снова получают в прежнем виде. Добавим только, что реально такого вещества существовать не может; это условное вещество М мы просто будем использовать для удобства описания соответствующих процессов.

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ: Солнечная энергия для человека

 

Смотрите также:

 

Фотосинтез. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ

В этом случае фотолиз воды в схеме биоэнергетики фотоявтотрофов можно заменить электролизом воды с выделением избыточного кислорода.

 

Конец света

Именно так в „результате фотолиза происходит необратимое расщепление молекул воды на кислород, остающийся в атмосфере, и водород, убегающий в космос...

 

Фотосинтез. Пельтье и Каванту открыли хлорофилл. Книги из серии 100 Сто...

Для того чтобы опровергнуть вывод, будто бы максимум фотолиза имеет место в желтых лучах, и доказать, что этот максимум
В каплю воды поместили бактерии и растительную клетку.