استخراج هیدروژن از نور خورشید ؛ کلید نجات زمین از سوخت‌های فسیلی!

دانشمندان موفق به استخراج هیدروژن از نور خورشید شدند. این مهم بوسیله ترکیب نیمه‌هادی‌های پروسکایت هالید با الکتروکاتالیست‌ها حاصل می‌شود.

تعدادی از داشنمندان دانشگاه رایس موفق به ساخت ابزاری با ترکیب نیمه‌هادی‌های پروسکایت هالید با الکتروکاتالیست‌ها شدند که می‌تواند فرایند استخراج هیدروژن از نور خورشید را ممکن کند. گفتنی‌ست که این ابزار جدید قطعاً یک جهش بزرگ به سمت انقلاب هیدروژنی در حوزه انرژی است. اما این ابزار هوشمند با برخی چالش‌ها مواجه است که در ادامه نوشته به این موارد می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

بیشتر بخوانید: تامین انرژی پروژه دریای سرخ عربستان با 750 هزار پنل خورشیدی!

ساخت دستگاه استخراج هیدروژن از نور خورشید توسط مهندسان

مهندسان دانشگاه رایس توانسته‌اند با نرخی رکوردشکن، از انرژی خورشیدی هیدروژن بسازند. آن‌ها دستگاهی بادوام و ارزان ساخته‌اند که با ترکیب نسل آینده نیمه‌هادی‌های پروسکایت هالید (halide perovskite) با الکتروکاتالیست‌ها به استخراج هیدروژن می‌پردازد.

این تکنولوژی جدید جهشی مهم به جلو در انقلاب هیدروژن است. این دستگاه می‌تواند به‌عنوان پلتفرمی برای واکنش‌های شیمیایی گسترده برای تبدیل مواد اولیه به سوخت با استفاده از برق خورشیدی عمل کند.

«آدیتیا موهایت» (Aditya Mohite)، «آستین فر» (Austin Fehr) و همکارانشان دستگاه خود را با استفاده از یک مانع مقاوم در برابر خوردگی ساخته‌اند که نیمه‌هادی را از آب جدا می‌کند، بدون آن که مانع انتقال الکترون‌ها شود.

طبق مقاله‌ای که در ژورنال Nature Communications منتشر شده است، این دستگاه بازده رکوردشکن ۲۰٫۸ درصد تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن را ثبت کرده است.

این دستگاه به‌عنوان یک سلول فوتوالکتروشیمیایی شناخته می‌شود، زیرا نور را جذب، آن را به الکتریسیته تبدیل و از این انرژی برای ایجاد یک واکنش شیمیایی استفاده می‌کند. تمام این‌ها در یک دستگاه واحد اتفاق می‌افتند.

چالش اصلی ساخت این دستگاه این بود که پروسکایت‌های هالید در آب بسیار ناپایدار هستند و پوشش‌های عایق نیمه‌هادی‌ها عملکرد آن‌ها را مختل می‌کردند یا به آن‌ها آسیب می‌رساندند.

پژوهشگران به مدت دو سال به امتحان مواد و تکنیک‌های مختلف پرداختند تا اینکه پس از شکست‌های بسیار به یک راه‌حل برنده رسیدند. فر می‌گوید:

بینش کلیدی ما این بود که شما به دو لایه مانع نیاز دارید؛ یکی برای مسدودکردن آب و دیگری برای ایجاد ارتباط الکتریکی خوب میان لایه‌های پروسکایت و لایه محافظ. نتایج ما بالاترین برای سلول‌های فوتوالکتروشیمایی بدون تمرکز خورشیدی و بهترین برای آن‌هایی است که از نیمه‌هادی‌های پروسکایت هالید استفاده می‌کنند.

این حوزه پیش از این میزبان نیمه‌هادی‌های بسیار گران بود، اما حالا این فرصت وجود دارد که برای اولین‌بار چنین دستگاهی بتواند در مقیاس تجاری استفاده شود. پژوهشگران نشان داده‌اند که مانع آن‌ها برای واکنش‌های گوناگون با نیمه‌هادی‌های متفاوت کاربرد دارد.

آن‌ها امیدوارند با چنین سیستم‌هایی بتوانند از مواد اولیه فراوان روی زمین و تنها انرژی خورشیدی به واکنش‌های سوخت‌ساز برسند. استخراج هیدروژن به‌طور اقتصادی می‌تواند تحولی بزرگ در دنیای انسان‌ها باشد که الان سوخت‌های فسیلی و انرژی خورشیدی در آن غالب هستند.

بیشتر بخوانید:

• کشتی سیار انرژی ؛ ایده عجیب ژاپنی‌ها برای انتقال انرژی تجدید‌پذیر!
• قدرتمندترین قطار هیدروژنی دنیا در چین رونمایی شد
• انتقال بی‌سیم انرژی از فضا به زمین توسط یک دانشمند ایرانی محقق شد!

نظر شما درباره استخراج هیدروژن از نور خورشید چیست؟ دیدگاه خود را در بخش کامنت‌ها با تکراتو در میان بگذارید و اخبار تکنولوژی را با ما دنبال کنید.

.

منبع: دیجیاتو