آب‌های آلوده زمین برای تامین انرژی به کار گرفته می‌شوند

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک تومسک روسیه ماده‌ای دوبعدی ساخته‌اند که می‌تواند برای تامین عنصر اساسی انرژی‌های جایگزین یعنی هیدروژن مفید باشد.

یکی از پژوهشگران این تحقیق گفت: «هیدروژن منبع جایگزینی برای انرژی است. پس توسعه فناوری‌های هیدروژنی می‌تواند برای چالش‌های جهانی انرژی راه‌حل مناسبی باشد. دانشمندان در جستجوی روش‌های موثر و سبز برای تولید هیدروژن هستند که یکی از این روش‌ها تجزیه آب با نورخورشید است. در سیاره ما آب زیادی وجود دارد، اما روش‌های مناسب برای استفاده از آب‌های نمکی و آلوده کم است. علاوه بر این، روش‌های کمی برای استفاده از نورفروسرخ که ۴۳% نورخورشید را تشکیل می‌دهد در دسترس است.

این ماده ساختاری سه لایه و ضخامتی به اندازه یک میکرومتر دارد. لایه پایینی نواری از جنس طلا، لایه دوم پلاتینیومی ۱۰ نانومتری و لایه آخر نواری از چهارچوب‌های آلی-فلزی ترکیبات کروم و مولکول‌های آلی است.

پژوهشگران بیان کردند: «در طول آزمایش، ما مواد را کاملا خیس کرده و محفظه آن را کاملا محکم کردیم تا از نمونه‌های گازی تولید شده میزان هیدروژن را تخمین بزنیم. نور فروسرخ موجب برانگیختگی رزونانس پلاسمونی در سطح نمونه شد. الکترون‌هایی که به واسطه گرما روی نوار طلا تولید شده‌ بودند به لایه پلاتینیوم منتقل شدند. این الکترون‌ها در تعامل با لایه آلی پروتون‌های آن‌ها را کاهش دادند. اگر الکترون‌ها به مراکز کاتالیزوری چهارچوب‌های آلی-فلزی دست پیدا کنند، برای کاهش پروتون‌ها و تولید هیدروژن مورد استفاده قرار می‌گیرند.»

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که ۱۰۰ سانتی‌مترمربع از این ماده می‌تواند ۰.۵ لیتر هیدروژن در یک ساعت تولید کند که یکی از بالاترینمیزان ثبت شده برای مواد ۲ بعدی است.

در این مورد، چهارچوب آلی-فلزی نیز مانند یک فیلتر عمل می‌کنند. این چهارچوب ناخالصی‌ها را فیلتر کرده و آب خالص را به لایه فلزی منتقل می‌کند. این موضوع بسیار مهم است، زیرا آب‌های زیادی روی زمین وجود دارند که حاوی نمک و پر از آلودگی هستند.

 

ماده ساخته شده دردسترس جذب کمی در نور مرئی نشان می‌دهد، اما دانشمندان امیدوارند تا در آینده ماده‌ای بسازند که در هر دو نور فروسرخ و مرئی به میزان قابل توجهی موثر بوده و بتواند از ۹۳درصد حجم نورخورشید استفاده کند.