مواد جدید برای تبدیل آب به سوخت خورشیدی

سوخت های خورشیدی، رویای تحقیقات انرژی پاک، تنها با استفاده از نور خورشید، آب و دی اکسید کربن تولید می شوند. محققان درحال شناسایی طیفی از سوخت های هدف هستند و یکی از راه های موجود، تولید هیدروژن از طریق جداسازی آب است.

هر مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است. اتم های هیدروژن استخراج شده و سپس می توانند دوباره به یکدیگر بپیوندند تا گاز هیدروژن قابل اشتعال یا در ترکیب با دی اکسید کربن، سوخت های هیدروکربن تولید کنند. مشکل اینجاست که مولکول های آب در زمان تابش نور خورشید بر روی آنها براحتی شکسته نمی شوند و اگر غیر از این بود، اقیانوس ها بیشتر سطح زمین را نمی پوشاندند. مولکول های آب به اندکی کمک از سوی یک کاتالیست با منبع انرژی خورشید نیاز دارند.  

برای تولید سوخت های خورشیدی کاربردی، دانشمندان بدنبال توسعه مواد کم هزینه و موثر هستند که این کار تنها با استفاده از نور مرئی خورشید به عنوان منبع انرژی انجام می شود. طی چهار دهه گذشته، محققان تنها موفق به شناسایی 16 نوع از این مواد فوتو آند (photoanode) شده اند.

اما محققان دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی لارنس برکلی (Berkeley Lab) و موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) در مدت دو سال، تعداد مواد با پتانسیل استفاده در سوخت های خورشیدی را به دو برابر رسانده اند.

توسعه روشی نوین برای شناسایی مواد جدید (عکس: Caltech)

 

این دستاورد از طریق توسعه فناوری حاصل شد که کشف نسل تجاری سوخت های خورشیدی را سرعت می بخشد؛ با استفاده از این روش با بازدهی بالا، محققان موفق به شناسایی 12 فوتو آند جدید شدند.

به گفته محققان، این مطالعه ترکیبی از آزمایش و تئوری بود و آنچه در این بین حائز اهمیت است، علاوه بر شناسایی چند ترکیب جدید برای سوخت های خورشیدی، یادگیری مسائل جدید در خصوص ساختارهای الکترونیکی خود مواد است.

جزئیات این روش و فهرست فوتو آندهای جدید در نسخه آنلاین Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر می شود.

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: Phys.org

No tags for this post.