ثبت رکورد بی‌سابقه در تولید انرژی پاک
1402/6/811:40
مهندسان دانشگاه رایس در تگزاس به واسطه طراحی و ساخت دستگاهی جدید در سال 2023 میلادی، توانستند نور خورشید را با بازدهی بی‌سابقه به هیدروژن تبدیل کنند.
به گزارش مرکز دیپلماسی‌عمومی و اطلاع‌رسانی سازمان انرژی اتمی ایران؛ تولید محصولات و سوخت‌های ارزشمند از مواد اولیه موجود و کم هزینه (مانند آب، دی اکسید کربن و نیتروژن) با کمک انرژی خورشیدی، روشی نویدبخش برای کاهش انتشار کربن در صنعت است.
محققان دانشگاه رایس در تگزاس دستگاهی با نام «پیل فوتوالکتروشیمیایی» ساخته‌اند که در آن از الکتروکاتالیست‌ها و نسل آتی نیمه‌هادی‌های پروسکایت هالید (halide perovskite) استفاده شده است.
دستگاه طراحی‌شده، یک پلتفرم برای انجام طیف گسترده‌ای از واکنش‌های شیمیایی است که طی آنها مواد اولیه با استفاده از برق خورشیدی به سوخت تبدیل می‌شوند. این فناوری جدید، در حقیقت یک جهش مهم و رو به جلو برای تولید انرژی پاک در آینده محسوب می‌شود.
دستگاه فوتوراکتور
دستگاه فوتوراکتوربه‌عنوان پیل فوتوالکتروشیمیایی شناخته می‌شود، زیرا تمام فرآیندها اعم از جذب نور خورشید، تبدیل آن به برق و استفاده از این انرژی برای انجام واکنش شیمیایی در یک دستگاه واحد اتفاق می‌افتند.
مولفه کلیدی دستگاه را باید یک مانع مقاوم به خوردگی دانست که می‌تواند به‌طور موثری نیمه‌هادی را از آب جدا نگهدارد، بدون آن که خللی در انتقال الکترون‌ها ایجاد شود.
پژوهشگران به مدت دو سال به تست مواد و تکنیک‌های مختلف پرداختند تا اینکه پس از شکست‌های پی‌در‌پی توانستند به یک راه‌حل مناسب دست یابند که همانا استفاده از مانع دو لایه بود: یک مانع برای مسدودکردن آب و دیگری برای ایجاد ارتباط الکتریکی مناسب میان لایه‌های پروسکایت و لایه محافظ.
بر اساس مقاله‌ای که در مجلهNature Communications منتشر شده است، بازدهی تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن در این دستگاه برابر با 8/20 درصد است که در نوع خود یک رکورد جهانی محسوب می‌شود. محققان پروژه امیدوارند با توسعه این دستگاه بتوانند از مواد اولیه فراوان روی کره زمین و تنها با کمک نور خورشید سوخت پاک تولید کنند.
تصاویری از تولید هیدروژن به واسطه تجزیه مولکول‌های آب در دستگاه فوتورآکتور
منبع:
https://B2n.ir/d07429