محققان نانوماده جدیدی را برای استخراج سوخت پاک از دریا توسعه می‌دهند
سوخت هیدروژنی مشتق شده از دریا می‌تواند جایگزین فراوان و پایداری برای سوخت‌های فسیلی باشد، اما این منبع انرژی بالقوه به دلیل چالش‌های فنی، از جمله نحوه برداشت عملی آن، محدود شده است.
محققان دانشگاه فلوریدای مرکزی برای اولین بار ماده‌ای در مقیاس نانو طراحی کرده‌اند که می‌تواند آب دریا را به طور مؤثر به اکسیژن و یک سوخت انرژی پاک – هیدروژن – تجزیه کند.
فرآیند تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن به عنوان الکترولیز شناخته می‌شود و انجام مؤثر آن تاکنون یک چالش بوده است.
ماده نانومقیاس پایدار و بادوامی که تیم UCF برای کاتالیز واکنش توسعه داده است، در مجله Advanced Materials (با عنوان «دوپینگ دوگانه و هم‌افزایی به سوی الکترولیز آب دریا با کارایی بالا») توضیح داده شده است.
یانگ یانگ، دانشیار مرکز فناوری علوم نانو UCF و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «این پیشرفت، دریچه جدیدی را برای تولید کارآمد سوخت هیدروژن پاک از آب دریا باز خواهد کرد.»
طبق گفته وزارت انرژی ایالات متحده، هیدروژن نوعی انرژی تجدیدپذیر است که اگر ارزان‌تر و تولید آن آسان‌تر شود می‌تواند نقش مهمی در مبارزه با تغییرات اقلیمی داشته باشد.
یانگ می‌گوید هیدروژن می‌تواند به برق تبدیل شود تا در فناوری پیل سوختی که آب را به عنوان محصول تولید می‌کند و یک چرخه کلی انرژی پایدار را ایجاد می‌کند، استفاده شود.
نحوه کار
محققان یک ماده لایه نازک با نانوساختارهایی روی سطح ساخته شده از سلنید نیکل با آهن و فسفر اضافه شده یا “آلاییده شده” ایجاد کردند.
این ترکیب عملکرد و پایداری بالایی را که برای الکترولیز در مقیاس صنعتی مورد نیاز است، ارائه می‌دهد، اما دستیابی به آن به دلیل مسائلی مانند واکنش‌های رقابتی در سیستم که کارایی را تهدید می‌کنند، دشوار بوده است.
یانگ می‌گوید، این ماده جدید واکنش‌های رقابتی را به روشی کم هزینه و با کارایی بالا متعادل می‌کند.
محققان با استفاده از طراحی خود، به راندمان بالا و پایداری طولانی مدت برای بیش از 200 ساعت دست یافتند.
یانگ می‌گوید: «عملکرد الکترولیز آب دریا که توسط فیلم پیش‌بینی‌شده حاصل می‌شود، بسیار فراتر از کاتالیزورهای الکترولیز پیشرفته‌ای است که اخیراً گزارش شده‌اند و الزامات مورد نیاز برای کاربرد عملی در صنایع را برآورده می‌کند.»
این محقق می‌گوید که این تیم برای بهبود راندمان الکتریکی موادی که توسعه داده‌اند، تلاش خواهد کرد. آنها همچنین به دنبال فرصت‌ها و بودجه برای تسریع و کمک به تجاری‌سازی این کار هستند.
بیشتر بدانید:در چند دقیقه آب دریا را قابل شرب کنید
بیشتر بخوانید:برچسب الکترونیکی می‌تواند مطالعات حیات دریایی را متحول کند
لینک مفید:کشف شکل جدیدی از کربن که مانند سنگ سخت اما مانند لاستیک کشسان است
تاریخ امروز:1404/5/13
مهسا نعمتی
