Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Александр Березин,

Николя Клеман (Nicolas Clément) из Национального центра научных исследований (Франция) вместе с коллегами провел чрезвычайно интересный опыт по использованию нульмерных транзисторов, сообщает Phys.org.

Схема экспериментальной установки. Иллюстрация N. Clément et al.
Схема экспериментальной установки. Иллюстрация N. Clément et al.

Когда для получения водорода из воды ее разлагают электролизом, значительная часть энергии уходит буквально "в пузырьки", "промахиваясь" мимо собственно процесса разделения молекул воды на кислород и водород.

"Все механизмы потери энергии при электролизе пока до конца неясны, — подчеркивает 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 соленой 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 расчетам, которые основывались на токе, полученном в опыте от единичного транзистора, помещение 2 млн нульмерных транзисторов под микрованну должно увеличить КПД электролиза до 99%.

Отчет об исследовании опубликован в журнале Nano Letters.

"Здесь три новшества, — рассказывает 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 "создаем" из нее 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.
Нужные услуги в нужный момент