ابداع سیستم نوین برای تولید هیدروژن بدون نیاز به برق
ابداع سیستمی که بدون برق، هیدروژن تولید میکند
ذخیره انرژی خورشیدی در مایع و تولید هیدروژن
گروهی از محققان موفق به طراحی سیستمی شدهاند که میتواند انرژی خورشیدی را در یک مایع ذخیره کرده و بدون نیاز به برق، آن را به هیدروژن تبدیل کند. این دستاورد میتواند راهی نوین برای استفاده از انرژی خورشید در شرایطی باشد که دسترسی مستقیم به نور خورشید یا شبکه برق امکانپذیر نیست.
سازوکار سیستم تولید هیدروژن بدون برق
این سیستم از دو ماده ارزان و تجاری ساخته شده است:
- نیترید کربن گرافیتی: پودری زرد رنگ که نور مرئی را جذب کرده و به عنوان فوتوکاتالیست عمل میکند.
- متاتنگستات آمونیوم: خوشهای از اتمهای تنگستن و اکسیژن که مانند یک باتری کوچک، الکترونها را ذخیره میکند.
در این فرآیند، متانول نقش مهمی در جذب بارهای مثبت ایفا کرده و مانع از نابودی سریع الکترونها میشود. نتیجه این تعامل، ذخیره انرژی خورشیدی به صورت شیمیایی است که با تغییر رنگ محلول از زرد به آبی قابل مشاهده خواهد بود.
تولید هیدروژن در تاریکی
پس از ذخیره انرژی، محققان با افزودن کاتالیزور پلاتین روی کربن، امکان ترکیب الکترونهای ذخیرهشده با پروتونهای آب را فراهم کردند که منجر به تولید گاز هیدروژن شد. این فرآیند حتی در تاریکی کامل نیز ادامه یافت و پس از یک ساعت نوردهی، سیستم توانست ۱۳.۵ میکرومول هیدروژن تولید کند. نرخ اوج تولید نیز به ۳۲۲۰ میکرومول در هر گرم در ساعت رسید که بالاترین میزان گزارششده برای یک سیستم فوتوکاتالیستی تاریک محسوب میشود.
اهمیت و محدودیتهای فناوری جدید
این فناوری نشان میدهد که انرژی خورشیدی میتواند بدون نیاز به باتری، سیم یا برق خارجی ذخیره و در زمان مناسب به هیدروژن تبدیل شود. اگر در آینده پایداری الکترونهای ذخیرهشده برای هفتهها اثبات شود، این روش میتواند انرژی خورشیدی مناطق آفتابی را به نقاط کمنور جهان منتقل کند.
با این حال، محدودیتهایی نیز وجود دارد؛ از جمله وابستگی سیستم به متانول به جای آب خالص و عدم اثبات ذخیرهسازی طولانیمدت در مقیاسهای بزرگ.
چشمانداز آینده تولید هیدروژن خورشیدی
کارشناسان امیدوارند با رفع محدودیتها، این فناوری از مرحله آزمایشگاهی به کاربردهای صنعتی برسد و به عنوان روشی پایدار برای تولید هیدروژن در جهان مورد استفاده قرار گیرد. این نوآوری میتواند گامی مهم در مسیر انرژیهای پاک و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی باشد.
نیما مهدوی، یکی از خبرنگاران پرتلاش و خوشفکر تیم خبری است که با نگاهی تازه به مسائل، به پوشش رویدادهای روز میپردازد. او با تخصص در حوزههای فرهنگی و هنری، همواره سعی دارد تا با گزارشهای جذاب و تحلیلهای خلاقانه، ابعاد پنهان یک خبر را به مخاطبان نشان دهد.
