امواج صوتی با فرکانس بالا هیدروژن تولید می کنند
به گزارش سیناپرس، محققان دانشگاه تحقیقاتی فناوری رویال ملبورن می گویند که با یک تکنیک الکترولیز جدید که توسط امواج صوتی تقویت شده است، تولید هیدروژن سبز ارزان تر و کم مصرف تر را میسر کرده اند. با فعال بودن این ارتعاشات با فرکانس بالا، این فرآیند ۱۴ برابر بیشتر از الکترولیز استاندارد، هیدروژن تولید می کند.
در جایی که باتری ها نمی توانند انرژی کافی را ذخیره کنند، یا زمان زیادی برای شارژ شدن مصرف می کنند، تولید هیدروژن سبز به عنوان یک سوخت مهم با آلودگی صفر، می تواند افزایش یابد چراکه چگالی بالاتری از الکترون‌ها را حمل کرده و از سوخت گیری سریع پشتیبانی می کند. هیدروژن سبز از طریق الکترولیز ایجاد می شود. تقسیم مولکول های آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر می تواند هر گاز را به الکترود متفاوت تجزیه کرده و برای جذب، فشرده شدن و ذخیره استفاده شود.
پس چرا وقتی پژوهشگران یک موج صوتی ۱۰ مگاهرتز را پخش می کند، این فرآیند بسیار بهتر عمل می کند؟ دانشمندان معتقدند که برای توجیه این موضوع دلایل مختلفی وجود دارد. اولاً، ارتعاش آب اثر خنثی کردن مولکول های آب نزدیک به الکترودها را دارد و آنها را از شبکه های چهار وجهی که تمایل دارند در آن مستقر شوند دور می کند.
ثانیا، از آنجایی که گازها جداگانه به صورت حباب روی هر الکترود جمع می شوند، ارتعاشات حاصله حباب‌ها را تکان می دهند. این فرآیند الکترولیز را تسریع می کند زیرا آن حباب‌ها تماس الکترود با آب را مسدود کرده و واکنش را محدود می کنند. به گزارش سیناپرس،صدا همچنین با تولید هیدرونیوم که همان یون های آب با بار مثبت هستند و با ایجاد جریان های همرفتی که انتقال جرم را آسان می کنند به این فرآیند کمک می کند.
در این آزمایشات، محققان استفاده از الکترودهایی را انتخاب کردند که معمولاً عملکرد بسیار ضعیفی داشتند. الکترولیز معمولاً با استفاده از فلزات کمیاب و گران قیمت مانند پلاتین یا ایریدیوم و الکترولیت‌های اسیدی یا بازی قوی برای بهترین سرعت واکنش انجام می شود، اما تیم پژوهشی الکترودهای طلای ارزان‌تر و الکترولیت هایی با سطح pH خنثی را انتخاب کردند. به محض اینکه تیم ارتعاشات صوتی را آغاز کرد، چگالی جریان و نرخ واکنش با ضریب قابل توجه ۱۴ افزایش یافت.
به گفته محققان، این دستاورد اینگونه نیست که برای مقدار معینی از انرژی که در یک الکترولیز گذاشته می شود، ۱۴ برابر بیشتر هیدروژن دریافت کنید. به گزارش سیناپرس، این وضعیتی طوری است که آب سریعتر و راحت تر به هیدروژن و اکسیژن تقسیم شده و این تأثیر چشمگیری بر راندمان کلی یک الکترولیز دارد.
پروفسور لزلی یو (Leslie Yeo) یکی از محققین اصلی این کشف شگفت انگیز گفت: با این روش، ما به طور بالقوه می توانیم راندمان تبدیل را که منجر به صرفه جویی در انرژی خالص مثبت می شود، ۲۷ درصد بهبود دهیم. این تیم پژوهشی بر این باور است که این دستاورد می تواند به کاهش قیمت هیدروژن سبز کمک کند.
به گزارش سیناپرس،شرح کامل این پژوهش و یافته های آن در آخرین شماره مجله تخصصی Advanced Energy Materials منتشر شده و در دسترس علاقه مندان است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
No tags for this post.
