تکنولوژی

یافتن یک راه ساده برای تبدیل آب به هیدروژن در دمای اتاق



سوخت هیدروژنی وزن ویژه ای در برنامه ها و امیدهای بشر در زمینه تامین سوخت های پاک و فراوان در دهه های آینده دارد. کارشناسان و فناوران حساب ویژه ای از هیدروژن برای آینده بشریت و چالش ما با مسئله انرژی سیاره باز کرده اند. طبیعتاً برنامه ریزی بلندمدت هیدروژن و تفکر در مورد آینده ای مبتنی بر سوخت های هیدروژنی خوب و جذاب است. اما ابتدا باید بتوانیم آن را تولید کنیم! تا زمانی که دانشمندان نتوانند راه هایی برای تولید هیدروژن به صورت عملی و ارزان و بدون تکیه بر سوخت های فسیلی بیابند، ما همچنان یک سد بزرگ در مسیر توسعه پایدار خواهیم داشت. در یک مطالعه جدید، گروهی از دانشمندان گام امیدوارکننده دیگری در این راستا برداشتند. البته به شرطی که بتوانیم از منابع آلومینیوم و گالیم موجود به نحو مناسبی استفاده کنیم. در این روش می توان اکسیژن را از مولکول های آب جدا کرد و گاز هیدروژن باقی مانده را خارج کرد. فرآیند فوق مقادیر زیادی هیدروژن تولید می کند و تمام مراحل آن در دمای اتاق انجام می شود.روش جدید یکی از بزرگترین موانع بر سر راه تولید سوخت هیدروژن را برطرف می کند: مصرف انرژی بالای تولید هیدروژن با استفاده از روش های موجود. این تکنیک با هر نوع آبی از جمله فاضلاب و آب اقیانوس کار می کند. اسکات الیور، دانشمند مواد در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز (UCSC)، می گوید: “ما به انرژی ورودی و [روشمان] هیدروژن را دیوانه وار حباب می کند. من هرگز چیزی شبیه به آن ندیده‌ام. کلید این فرآیند استفاده از فلز گالیوم برای اجازه دادن به واکنش مداوم با آب است. این واکنش آلومینیوم-گالیوم-آب دهه هاست که شناخته شده است. اما تیم تحقیقاتی در مطالعه جدید خود آن را به چند روش خاص بهینه و بهبود بخشیده است. حباب های گاز هیدروژن از واکنش آب با کامپوزیت آلومینیوم-گالیوم ایجاد می شود. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و تکنیک های پراش اشعه ایکس، محققان توانستند بهترین ترکیب آلومینیوم و گالیم را برای تولید هیدروژن با بالاترین راندمان بیابند: یک کامپوزیت گالیم-آلومینیوم یک تا سه آلیاژ غنی از گالیم کار مضاعف می کند هم در حذف پوشش اکسید آلومینیوم که معمولاً واکنش با آب را مسدود می‌کند و هم در تولید نانوذرات آلومینیوم که واکنش‌های سریع‌تری را ممکن می‌سازد. باکتان سینگارام، استاد شیمی آلی در UCSC، می گوید: گالیم نانوذرات را جدا می کند و از تجمع آنها به ذرات بزرگتر جلوگیری می کند. افراد و گروه های مختلفی برای تولید نانوذرات آلومینیوم تلاش می کنند و در اینجا ما آنها را در فشار معمولی جو و دمای اتاق تولید می کنیم و برای محافظت از آن در برابر رطوبت، آن را در سیکلوهگزان نگهداری می کنیم. در غیر این صورت کارایی مواد کاهش می یابد.لازم به ذکر است که آلومینیوم راحتتر از گالیم به دست می آید. زیرا می توان آن را از مواد مستعمل و دور ریختنی مانند قوطی های آلومینیومی و فیلم های دور ریخته شده تهیه کرد. همچنین گالیم گرانتر و کمیاب تر است. اما در این روند حداقل می توانیم آن را بازیابی کنیم و بارها و بارها بدون از دست دادن کارایی آن استفاده کنیم. هنوز کار زیادی برای انجام دادن وجود دارد. همانطور که ممکن است حدس بزنید: اولین مشکل این است که بفهمیم آیا چنین روش آزمایشگاهی را می توان تا مقیاس تجاری افزایش داد یا خیر. با این حال، این نشانه ها و نتایج اولیه نشان می دهد که با روشی با ظرفیت بسیار بالا برای تولید سوخت هیدروژنی روبرو هستیم. محققان در بخشی از مقاله علمی خود نتیجه می گیرند: “به طور کلی، آلیاژ گالیم-آلومینیوم غنی از گالیم، مقادیر زیادی هیدروژن در دمای اتاق بدون ورودی انرژی یا دستکاری مواد یا تغییر در pH تولید می کند. نتایج این مطالعه در Applied Nano Materials منتشر شده است.

Leave a Reply

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.