ابداع سیستمی که بدون برق، هیدروژن تولید می کند آنی بازار: یک سیستم مبتنی بر مایع، انرژی خورشیدی را ذخیره می کند و بدون برق، هیدروژن تولید می کند. به گزارش آنی بازار به نقل از ایسنا، نور خورشید یکی از فراوان ترین منابع انرژی روی زمین است، اما ما نمی توانیم از آن در هر کجا و هر زمان که بخواهیم استفاده نمائیم. دلیل این امر اینست که ذخیره انرژی خورشیدی و انتقال آن از مناطق آفتابی به مکان هایی با نور خورشید محدود هنوز پرهزینه و ناکارآمد است. در عین حال، تیمی از پژوهشگران حال نشان داده اند که نور خورشید را میتوان با بهره گیری از مواد شیمیایی ساده درون یک مایع ذخیره کرد و بعداً در تاریکی کامل به گاز هیدروژن تبدیل کرد. بعلاوه، این شیوه برای انتقال انرژی به سیم، باتری یا شبکه های برق نیاز ندارد. علاوه بر این، تا حالا هیچ سیستمی با بهره گیری از مواد ساده و تجاری موجود، موفق به ذخیره انرژی خورشیدی و بعداً آزاد کردن آن به عنوان هیدروژن بدون هیچ گونه برق خارجی نشده است. تحقیقات جدید نشان داده است که این مانع بالاخره پشت سر گذاشته شده است. تبدیل نور خورشید به الکترون های ذخیره شده این تیم تحقیقاتی سیستم خودرا از دو ماده ارزان و آماده ساختند. اولی «نیترید کربن گرافیتی» است؛ پودری زرد رنگ که می تواند نور مرئی را جذب نماید و به عنوان یک فوتوکاتالیست عمل کند. دومی «متاتنگستات آمونیوم» است که خوشه ای از اتم های تنگستن و اکسیژن است که می تواند چندین الکترون را دقیقاً مانند یک باتری قابل شارژ کوچک قبول کند و نگه دارد. این پروسه در آبی با مقدار اندکی متانول اضافه شده اتفاق می افتد. متانول با جذب بارهای مثبت بوجود آمده هنگام برخورد نور به نیترید کربن، نقش مهمی ایفا می کند. این امر از ترکیب سریع و ناپدید شدن الکترون ها جلوگیری می کند و به آنها اجازه می دهد تا ذخیره شوند. درنتیجه، سیستم، آب خالص را تجزیه نمی کند و به متانول به عنوان یک کمک کننده فداکار نیاز دارد. وقتی نیترید کربن با نور آبی روشن می شود، جفت الکترون و حفره تولید می کند و الکترون ها به سرعت به خوشه های تنگستن مجاور می پرند. با تجمع الکترون های بیشتر، رنگ محلول بطور قابل مشاهده ای از زرد کم رنگ به آبی پررنگ تغییر می کند که نشانه واضحی بر مبنای اینست که اتم های تنگستن از حالت بار ۶+ به ۵+ کاهش می یابند و انرژی خورشیدی حال به شکل شیمیایی ذخیره می شود. این انتقال به دو دلیل اصلی به خوبی به انجام می رسد. اول این که در وضعیت اسیدی، سطح نیترید کربن بار مثبت پیدا می کند، در حالیکه خوشه های تنگستن بار منفی دارند. بارهای مخالف، یکدیگر را جذب می کنند و دو ماده را محکم به طرف هم می کشند و به الکترون ها اجازه می دهند تا بطور مؤثر بین آنها حرکت کنند. دوم این که سطح انرژی آنها به خوبی با هم مطابقت دارد، بدین سبب الکترون ها می توانند بطور طبیعی و بدون احتیاج به فشار خارجی جریان یابند. در بین چندین ماده مشابه آزمایش شده، این ترکیب تنگستن بهترین هم ترازی و عملکرد را نشان داد. آزمایش ذخیره انرژی بدون نور هنگامی که نور خاموش می شود، انرژی ذخیره شده از بین نمی رود. پژوهشگران برای آزاد کردن آن بسادگی یک کاتالیزور پلاتین روی کربن را به محلول تیره اضافه می کنند. پلاتین نقاطی را فراهم می آورد که الکترون های ذخیره شده می توانند با پروتون های آب ترکیب شوند و گاز هیدروژن تشکیل دهند. به این ترتیب، جذب نور خورشید، ذخیره انرژی و تولید هیدروژن به مراحل مختلفی تقسیم می شوند و حتی می توانند در زمان های مختلف اتفاق بیفتند. بعد از یک ساعت قرار گرفتن در معرض نور، سیستم ۱۳.۵ میکرومول هیدروژن در تاریکی تولید کرد. نرخ اوج تولید هیدروژن به ۳۲۲۰ میکرومول در هر گرم در ساعت رسید که بالاترین میزان گزارش شده برای یک سیستم فوتوکاتالیستی تاریک تا حالا است. آزمایش های فضای باز زیر نور خورشید واقعی نیز کار کردند و ۹۵۴ میکرومول در هر گرم در ساعت در تاریکی تولید کردند که همه اینها بدون هیچ گونه ورودی الکتریکی انجام شد. اندازه گیری های پیشرفته نحوه عملکرد سیستم را تأیید کردند. مطالعات انتشار نور نشان داد که الکترون ها بیشتر زنده می مانند، برای اینکه جایی برای رفتن دارند. طیف سنجی نیز نشان داد که اتم های تنگستن الکترون ها را زیر نور جذب می کنند. اندازه گیری های مغناطیسی گونه های کاسته شده تنگستن را تنها زمانیکه روشنایی رخ می داد، شناسایی نمودند. این نتایج در کنار هم تأیید کردند که انرژی خورشیدی واقعا ذخیره شده و بعداً در صورت نیاز آزاد می شود. نویسندگان این مطالعه گفتند: این سیستم، کارآیی قابل توجهی در ذخیره انرژی خورشیدی به شکل الکترون نشان داده است. این فناوری باید از لابراتوار بیرون بیاید این کار نشان داده است که انرژی خورشیدی را میتوان بدون مخازن فشار بالا، سرمای شدید یا برق، به شکل مایع جذب، ذخیره، منتقل و بعداً به هیدروژن تبدیل کرد. اگر آزمایش های آینده ثابت کنند که الکترون های ذخیره شده بجای ساعت ها، برای هفته ها پایدار می مانند، این رویکرد می تواند انرژی خورشیدی برداشت شده در مناطق غنی از خورشید را به نقاط تاریک تر جهان منتقل کند و دقیقاً در زمان احتیاج به سوخت تبدیل کند. در عین حال، روش فعلی محدودیت هایی نیز دارد. به عنوان مثال، این سیستم بجای آب خالص به متانول متکی است و ذخیره سازی طولانی مدت فراتر از مقیاس های زمانی آزمایشگاهی هنوز اثبات نشده است. امیدواریم تحقیقات آینده این محدودیت ها را برطرف کند و در نهایت انتقال انرژی خورشیدی را از یک مفهوم امیدوارکننده به یک فناوری عملی در دنیای واقعی تبدیل کند. این مطالعه در مجله Advanced Materials انتشار یافته است. منبع: anibazar.ir 1404/10/08 09:12:16 5.0 از 5 10 تگهای خبر: ارز , تجاری , تولید , ثبات این مطلب آنی بازار را پسندیدید؟ (1) (0) تازه ترین مطالب مرتبط سهم 8 درصدی پتروشیمی از تولید ناخالص داخلی سرفیس لپ تاپ ۷ یا مک بوک ایر M3؟ ۳ ابزار جدید طلایی بانک مرکزی از هفته جاری عملیاتی می شود بهره برداری از طرح تولید بنزین یورو 5 پالایشگاه تهران در 1405 نظرات بینندگان آنی بازار در مورد این مطلب نظر شما در مورد این مطلب آنی بازار نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۶ بعلاوه ۴