تولید ۱۵ برابری هیدروژن از آب با نور خورشید

به گزارش چشم‌انداز انرژی به نقل از چاینا دیلی، محققان چینی به تازگی پیشرفتی مهم در زمینه تولید هیدروژن از طریق شکستن آب با استفاده از نور خورشید داشته‌اند. با انجام تغییرات ساختاری و جایگزینی عناصر در دی‌اکسید تیتانیوم، آن‌ها توانستند کارایی این فرآیند را به طرز چشمگیری افزایش دهند و به رکورد جدیدی در تبدیل آب به انرژی هیدروژن پاک دست یابند.

در حال حاضر، تولید هیدروژن با استفاده از انرژی خورشیدی به دو روش اصلی انجام می‌شود. یکی از این روش‌ها به استفاده از پنل‌های خورشیدی برای تولید برق جهت الکترولیز آب وابسته است که نیاز به تجهیزات پیچیده و پرهزینه دارد. روش دیگر از مواد نیمه‌رسانا به‌عنوان کاتالیزور برای شکستن مولکول‌های آب تحت نور خورشید استفاده می‌کند.

در این زمینه، دی‌اکسید تیتانیوم نقش کلیدی ایفا می‌کند. این ماده وقتی در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، الکترون‌ها و حفره‌های انرژی‌دار تولید می‌کند که موجب تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن می‌شود. اما مشکل اصلی در دی‌اکسید تیتانیوم سنتی، ساختار داخلی پیچیده آن است که باعث می‌شود الکترون‌ها و حفره‌ها به‌طور تصادفی با یکدیگر برخورد کرده و از بین بروند.

برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی به رهبری Liu Gang از آکادمی علوم چین، عنصر نادر اسکاندیم را به ترکیب اضافه کرد. این تغییر باعث بهبود ساختار دی‌اکسید تیتانیوم و حذف مشکلات مربوط به تله‌های الکترونیکی شد. این تغییرات موجب شد تا عملکرد این ماده در استفاده از نور فرابنفش به 30 درصد برسد و کارایی تولید هیدروژن آن تحت نور شبیه‌سازی‌شده خورشید، ۱۵ برابر بیشتر از مواد قبلی باشد.

Liu Gang اعلام کرد که این پیشرفت می‌تواند به تولید روزانه حدود ۱۰ لیتر هیدروژن از یک پنل فتوکاتالیزوری با مساحت یک متر مربع کمک کند. وی همچنین اظهار داشت که هدف بعدی تیم تحقیقاتی، بهبود استفاده از نور مرئی در فرآیند شکستن آب است.

این دستاورد که در جدیدترین شماره نشریه Journal of the American Chemical Society  منتشر شده است، می‌تواند نقش مهمی در تحول سیستم‌های انرژی و توسعه انرژی‌های پاک ایفا کند.

لینک کوتاه شده : Energyhorizon.ir/n/e8463