دستیابی به سوخت پاک با کمک آب و نور خورشید
به گزارش این با من، دانشمندان بین الملل، گامی مهم در جهت استفاده از انرژی خورشید برای تولید هیدروژن برداشته اند. این شیوه می تواند آینده ای با سوختی پاک و تجدیدپذیر را نوید دهد و جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی باشد.
به گزارش این با من به نقل از ایسنا، هیدروژن بعنوان یکی از منابع انرژی آینده، پتانسیل بالایی برای جایگزینی سوخت های فسیلی دارد. اما چالش اصلی، تولید این سوخت بدون صدمه به محیط زیست است. هم اکنون، بیشتر هیدروژن مورد استفاده از گاز طبیعی به دست می آید که همچنان به استفاده از سوخت های فسیلی وابسته است. تولید هیدروژن از آب با استفاده از انرژی خورشید می تواند چاره ای اساسی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای باشد. اما این فناوری تابحال محدود به لابراتوار بوده و پیاده سازی آن در مقیاس بزرگ دشوار بوده است.
به دلیل احتیاج به کاهش آلودگی محیط زیست و یافتن منابع انرژی تجدیدپذیر، پژوهش در این حوزه اهمیت فراوانی دارد. انرژی خورشید بعنوان منبعی پایدار و فراوان، گزینه ای ایده آل برای تبدیل مستقیم نور به انرژی شیمیایی بحساب می آید. استفاده از آب و نور خورشید برای تولید هیدروژن، نه تنها منجر به کاهش مصرف گازهای فسیلی می شود، بلکه سوختی پاک و قابل حمل جهت استفاده در صنایع مختلف فراهم می آورد.
تیمی از دانشمندان ژاپنی به رهبری پروفسور کازوناری دومن و دکتر تاکاشی هیساتومی از دانشگاه شینشو، تحقیقی گسترده در این حوزه انجام داده اند. این پژوهش به تولید ورقه های فتوکاتالیستی ساده و ارزان منجر شده که توانایی شکافتن آب به هیدروژن و اکسیژن با کمک نور خورشید را دارند. آنها همینطور نمونه ای اولیه از یک رآکتور ۱۰۰ متری را طراحی و آزمایش کرده اند که در شرایط طبیعی عملکرد موفقیت آمیزی داشته است.
در این شیوه، از فتوکاتالیست ها برای تسریع واکنش های شیمیایی استفاده می شود. در سیستم یک مرحله ای، نور خورشید سبب جداسازی آب به هیدروژن و اکسیژن می شود، اما کارآمدی آن پایین است. در مقابل، سیستم های دومرحله ای کارآمدتر هستند و از دو فتوکاتالیست جداگانه برای تولید هیدروژن و اکسیژن بهره می برند.
یکی از چالش های بزرگ این شیوه، پیشگیری از خطر انفجار اکسی هیدروژن تولیدی است که محققان با طراحی های ایمن این مشکل را مدیریت کرده اند.
یافته های این تیم نشان دادند که رآکتور طراحی شده در شرایط نور طبیعی عملکرد بهتری نسبت به نور شبیه سازی شده آزمایشگاهی داشته است. کارآمدی این سیستم، هرچند هنوز حدود ۱ درصد است، اما ظرفیت افزایش تا ۵ درصد را دارد که نقطه عطفی در توسعه این فناوری خواهد بود.
توسعه این فناوری می تواند راه را برای تولید انبوه هیدروژن و استفاده از آن بعنوان منبع انرژی باز کند. برای رسیدن به این هدف، محققان به تحقیقات بیشتری در زمینه بهبود مواد فتوکاتالیستی و افزایش کارآمدی سیستم نیاز دارند. همینطور ایجاد استانداردها و مقررات ایمنی برای توسعه این فناوری ضروریست.
این پژوهش که در نشریه معتبر Frontiers in Science انتشار یافته، توجه جامعه علمی و صنعت را به خود جلب کرده است. دانشگاه شینشوی ژاپن بعنوان بستر اصلی این پژوهش، اهمیت بالای ی در پیشبرد این فناوری داشته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب