دانشمندان نوعي ماده پليمري يافتند که کاتاليزوربسيار مناسبي در پروسه توليد سوخت هيدروژني با استفاده از نور خورشيد و آباست. اين ماده موارد مورد نياز که يک کاتاليزور خوب نياز مند است مانند:فراواني ماده، آسان بودن کار با ماده، غير سمي بودن ماده را داراست وميتواند در اين شيوه توليد انرژي سبز مورد استفاده قرار گيرد.


توليد گاز هيدروژن با جداسازي مولکول هاي آب توسط انرژي خورشيدي راهياست مطمئن براي توليد سوخت هيدروژني، که اگر آنرا مستقيما بسوزانيم و يادر سلولهاي سوختي از آنها استفاده کنيم مي توانيم از اين ماده براي توليدانرژي در انواع وسايل نقليه مانند ماشين هاي شخصي، اتوبوس ها و حتيهواپيما ها استفاده کنيم.

ژيچن ونگ از دانشمنداني است که در اين مطالعه فعاليت دارد. او يکي از شيميدان هاي موسسه ماکس پلانک آلمان و دانشگاه فوزو چين است.

ونگ در گفتگو با PhysOrg مي گويد: جستجو ماده نيمرسانا براي استفادهبه عنوان کاتاليزور در اين پروسه هدف اصلي تحقيقات بوده است. وفور ماده،تطبيق پذيري، و بي خطر بودن ماده کاتاليزور و همچنين پايداري در زمان تماسبا آب است و توانايي جذب نور هاي مرئي بايد از خصوصيات اين کاتاليزورباشد. ماده اي که ما انتخاب کرديم تمام خصوصيات فوق را دارا مي باشد.
کاتاليزورهاي معدني اي که در طول 30 سال گذشته توليد شده اند بر اساسفلزات بوده و معمولا نيازمند استفاده از فلزات گرانبها براي کمک به روندپروسه بودند. مواد ترکيبي اي نيز توليد شدند، اما آنها تنها با نور درناحيه فرابنفش کار مي کنند – کسر کوچکي از طيف نور خورشيدي – و عملکردشاننيز در حد متوسط بوده است.

ماده اي که توسط ونگ و همکارانش مورد بررسي قرار گرفته نيتريد کربن بسپارش شده در زنجيره مولکولي است.

اين نوع نيتريد کربن براي اولين بار در 1843 بسپارش شد. گروه يک مرحلهبه جلو رفتند، از فرايند گرمادهي / چگالش براي تاثير بر زنجيره براي شکلگيري ساختار صفحات لايه اي مشابه با گرافيت، فرم بسيار منظم کربن، استفادهکردند.

سپس نيتريد کربن که توانش بيشتر شده، و به آب حاوي ماده واکنشگر که درواکنش با کاتاليزور الکترون دهنده است اضافه ميشود. زماني که مخلوط روشنشد، مولکولهاي آب به يون هيدروژن مثبت و اتم هاي اکسيژن تجزيه مي شود. اتمهاي کربن کاتاليزور با بوجود آوردن مکان براي يونهاي هيدروژن براي توليدH2کمک مي کنند – فرآيندي که اتم هاي نيتروژن به يونها الکترون مي دهند وآنها مي توانند دوباره به صورت هيدروژن دو اتمي شکل بگيرند. اتم هاينيتروژن با روند متفاوتي تاثير مي گذارند، اکسيداسيون، به اتم هاي اکسيژنکمک مي کنند تا مولکول O2 تشکيل دهند.

آزمايشات اين گروه نشان مي دهد نيتريد کربن بسپارش شده هر دو نورفرابنفش و نور مرئي را جذب مي کند، اگر چه بازه عملکر آن با ميزان توليدH2 متفاوت خواهد بود. اين ماده کاتاليزور موثري حتي بدون حظور پلاتين وديگر فلزات گران قيمت است.

ونگ مي گويد: نتايج فعاليت هاي ما راه جديدي براي جستجوي طرح هايتوليد انرژي گشود، استفاده از ساختار هاي پليمر آلي نيمه رسانا که در حالحاضر ارزان، پايدار و به وفود نيز در دسترس هستند.

مترجم: محمد علي عاشوري
منبع: Physorg.com


[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]