ساخت دستگاهی که آب آلوده را تصفیه کرده و بعد آن را به سوخت تبدیل می‌کند

محققان دستگاهی ساختند که می‌تواند آب آلوده را با کمک نانومواد به آب تمیز تبدیل کرده و بعد آن را تجزیه کرده و هیدروژن سبز ایجاد کند.

کد خبر: ۱۱۱۱۲۴۷

پنجشنبه - ۲۵ آبان ۱۴۰۲ / November 16, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از ستاد فناوری نانو، محققان دستگاهی ساختند که می‌تواند آب آلوده را با کمک نانومواد به آب تمیز تبدیل کرده و بعد آن را تجزیه کرده و هیدروژن سبز ایجاد کند.این دستگاه که توسط محققان دانشگاه کمبریج ساخته شده است، می‌تواند در محیط‌های با منابع محدود مفید باشد، زیرا با هر منبع آبی کار می‌کند و نیازی به برق شهری ندارد.

این روش از فتوسنتز الهام گرفته است، فرآیندی که در آن گیاهان نور خورشید را به غذا تبدیل می‌کنند. با این حال، برخلاف نسخه‌های قبلی «برگ مصنوعی» که می‌توانست سوخت هیدروژن سبز را از منابع آب تمیز تولید کند، این دستگاه جدید از منابع آلوده یا آب دریا کار می‌کند و می‌تواند همزمان آب آشامیدنی تمیز تولید کند. آزمایش‌ها روی این دستگاه نشان داد که می‌تواند از آب بسیار آلوده و آب دریا، آب تمیز تولید کند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Hybrid photothermal–photocatalyst sheets for solar-driven overall water splitting coupled to water purification در نشریه Nature Water به چاپ رسیده است.

کانون پورنرونگورج از دپارتمان شیمی کمبریج، نویسنده ارشد این مقاله، می‌گوید: «ادغام سامانه خورشیدی و تصفیه آب در یک دستگاه دشوار است. تقسیم آب با انرژی خورشیدی، جایی که مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند، باید با آب کاملاً خالص شروع شود، زیرا هر گونه آلودگی می‌تواند کاتالیزور را مسموم کند یا باعث واکنش‌های جانبی شیمیایی ناخواسته شود.

آریفین محمد انور یکی از نویسندگان این مقاله، می‌گوید: «در مناطق دورافتاده یا در حال توسعه، که آب تمیز نسبتا کمیاب است و زیرساخت‌های لازم برای تصفیه آب به راحتی در دسترس نیست، تقسیم آب بسیار دشوار است. دستگاهی که می‌تواند با استفاده از آب آلوده کار کند، می‌تواند دو مشکل را به طور همزمان حل کند: می‌تواند آب را برای تولید سوخت تمیز و آب آشامیدنی تمیز تولید کند.»

این گروه فوتوکاتالیستی را بر روی یک شبکه کربنی نانوساختار قرار دادند که جذب خوبی برای نور و گرما داشت و بخار آبی را که توسط فوتوکاتالیست برای تولید هیدروژن استفاده می‌شود، تولید می‌کند. این دستگاه جدید بیشتر از انرژی خورشید استفاده می‌کند.

این تیم از یک لایه سفید و جاذب UV در بالای دستگاه شناور برای تولید هیدروژن از طریق تقسیم آب استفاده کردند. بقیه نور در طیف خورشیدی به پایین دستگاه منتقل می‌شود که آب را تبخیر می‌کند.

دستگاهی که سوخت پاک و آب تمیز را به تنهایی با استفاده از انرژی خورشیدی تولید کند، می‌تواند به مقابله با بحران‌های انرژی و آبی که در بسیاری از نقاط جهان با آن روبرو هستند، کمک کند.