تکنولوژی جدید ژاپنی ها برای تبدیل نور خورشید و آب به سوخت هیدروژنی
مطب نما: دانشمندان ژاپنی فناوری جدیدی را برای تبدیل نور خورشید و آب به سوخت هیدروژنی توسعه داده اند.
به گزارش مطب نما به نقل از ایسنا، دانشمندان ژاپنی ابزار جدیدی برای تبدیل آب به سوخت هیدروژنی با بهره گیری از نور خورشید ابداع نموده اند.
این تکنولوژی جدید با بهره گیری از یک فوتوکاتالیست ویژه می تواند به عرضه سوخت هیدروژن ارزان تر، فراوان تر و پایدار برای کاربردهای مختلف کمک نماید.
هم اکنون، بیشتر هیدروژن آزاد از مواد اولیه گاز طبیعی به دست می آید، به این معنا که دور شدن از سوخت های فسیلی برای این گزینه سبزتر یک گزینه نیست. با این وجود، این تکنیک جدید با انرژی خورشیدی که به آسانی ایجاد می شود، می تواند برای تبدیل شدن هیدروژن به یک جایگزین در آینده، حیاتی باشد.
پروفسور کازوناری دومن(Kazunari Domen) از دانشگاه شینشو(Shinshu) و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: تجزیه آب تحت نور خورشید با بهره گیری از فوتوکاتالیست ها یک تکنولوژی ایده آل برای تبدیل و ذخیره سازی انرژی خورشیدی به شیمیایی است و پیشرفت های اخیر در مواد و سیستم های فوتوکاتالیستی امیدها را برای تحقق آن می افزاید.
وی ادامه داد: با این وجود، چالش های زیادی باقی مانده است.
اصل اساسی در پشت این پروسه جدید، تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن است. این پروسه در صورتیکه ساده به نظر می آید، انرژی بر است و به یک کاتالیزور و در این مورد، کاتالیزورهای خاصی به نام فوتوکاتالیست نیاز دارد.
هیدروژن گرفتن از آب با بهره گیری از نور
این کاتالیزورها هنگامی که در معرض نور قرار می گیرند، واکنش های شیمیایی را تسهیل می کنند و آب را به قطعات تشکیل دهنده خود تجزیه می کنند. این مفهوم جدید نیست، اما بیشتر موارد موجود، به اصطلاح «یک مرحله ای» و ناکارآمد هستند و نرخ تبدیل انرژی خورشید به هیدروژن ناچیز است.
سیستم برانگیختگی دو مرحله ای پیچیده تر دیگری نیز وجود دارد که کارآمدتر است. در این سیستم ها، یک فوتوکاتالیست از آب، هیدروژن تولید می کند، در صورتیکه دیگری اکسیژن تولید می کند.
تیم ژاپنی این پروسه دوم «دو مرحله ای» شکافت آب را انتخاب نمود. دکتر تاکاشی هیساتومی(Takashi Hisatomi) از دانشگاه شینشو یکی دیگر از نویسندگان مطالعه اظهار داشت: فناوری تبدیل انرژی خورشیدی نمی تواند در شب یا در آب و هوای بد کار کند.
وی ادامه داد: اما با ذخیره انرژی نور خورشید به عنوان انرژی شیمیایی مواد سوختی، امکان استفاده از آن در هر زمان و هر مکان وجود دارد.
پژوهشگران با بهره برداری از یک راکتور ۱۰۰ متر مربعی به مدت سه سال، اثبات موفقی از این مفهوم را ارائه کردند. این راکتور حتی در نور خورشید واقعی بهتر از شرایط آزمایشگاهی عمل کرد.
هیساتومی اظهار داشت: در سیستم ما با بهره گیری از یک فوتوکاتالیست پاسخگو به اشعه فرابنفش، بازده تبدیل انرژی خورشیدی زیر نور طبیعی خورشید حدود یک و نیم برابر بیشتر بود.
بازده تبدیل انرژی خورشیدی می تواند در مناطقی که نور طبیعی خورشید دارای طول موج کوتاه بیشتری است، بالاتر باشد. با این وجود، هم اکنون بازدهی در زیر نور استاندارد شبیه سازی شده خورشید در بهترین حالت یک درصد است و در زیر نور طبیعی خورشید بازده به پنج درصد هم نمی رسد.
پژوهشگران برای پیشبرد این فناوری و شکستن این سد پنج درصدی به توسعه فوتوکاتالیست های کارآمدتر و ساخت راکتورهای آزمایشی بزرگ تر نیاز دارند.
دومن توضیح داد: مهم ترین جنبه ای که باید توسعه یابد، کارآیی تبدیل انرژی خورشیدی به شیمیایی توسط فوتوکاتالیست هاست.
اگر به سطح عملی ارتقا یابد، خیلی از پژوهشگران بطور جدی روی توسعه فناوری تولید انبوه، فرآیندهای جداسازی گاز و ساخت نیروگاه ها در مقیاس بزرگ کار خواهند کرد. این امر همین طور موجب تغییر رویکرد افراد همچون سیاستگذاران در مورد تبدیل انرژی خورشیدی و تسریع گسترش زیرساخت ها، قوانین و مقررات مربوط به سوخت خورشیدی خواهد شد.
این مطالعه در مجله Frontiers in Science انتشار یافته است.
منبع: مطب نما
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب