کشف روش روش برای تولید هیدروژن



همه چیز از سال ۲۰۱۹ شروع شد، زمانی که چراغ‌های آزمایشگاه گروه پژوهشی این مطالعه را برای یک شب خاموش کرد.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور(NUS)، آنها به طور تصادفی به کشفی دست یافته‌اند که می‌توان برای همیشه یک انقلاب در تولید هیدروژن از آب ایجاد کند.

نور به عنوان یک محرک

این گروه پژوهشی توسط “ژو جون مین”، دکتر “وانگ شیائوپنگ” و دکتر “وینسنت لی وی سیانگ” از گروه علوم و مهندسی مواد کالج طراحی و مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور رهبری می‌شود.

کشفی که آنها انجام دادند این بود که نور می‌توان مکانیسم را در یک ماده کاتالیزوری مورد استفاده در الکترولیز آب ایجاد کند.

جون مین می‌گوید: ما کشف کردیم که مرکز اکسایش و کاهش(Redox) برای واکنش الکتروکاتالیزوری که توسط نور حرکت می‌شود، بین فلز و شیشه جابجا می‌شود و این موضوع تا حد زیادی بازدهی الکترولیز آب را بهبود می‌بخشد.

اُکس و تغییر نام کلی واکنش‌های شیمیایی است که مایه تغییر عدد اکسایش اتم‌ها می‌شود. این فرآیند می‌تواند دربرگیرنده واکنش‌های ساده‌ای مانند اکسایش کربن و تبدیل آن به کربن دی‌اکسید و کاهش کربن و تبدیل آن به متان یا واکنش‌های پیچیده‌ای چون اکسشند در بدن انسان در واکنش‌های چند مرحله‌ای باشد. با کمی اغماض علمی می‌توان این فرآیند را انتقال یک یا چند الکترون از یک اتم، مولکول یا یون به یک اتم، مولکول یا یون دیگر دانست.

در هر واکنش اکسایش و کاهش اتم یا مولکولی الکترون از دست می‌دهد(اکسایش) و اتم یا مولکولی دیگر الکترون جذب می‌کند(کاهش). در چنین واکنشی مولکولِ دهنده «الکترون شناسایی شده» و مولکول گیرنده «الکترون کاهیده» می‌شود. در واقع تعریف اکسایش واکنش یک ماده اولیه با ترکیب و ترکیب شدن با آن بوده است، اما با کشف الکترون اصطلاح اکسایش دقیق‌تر تعریف شد و کلیه واکنش‌هایی که طی آن ماده‌ای الکترون از دست می‌دهد اکسایش نامیده شد، شدند. در حالی که اتم می‌تواند در چنین واکنشی شرکت داشته باشد یا نداشته باشد.

اما در مورد مطالعه حاضر، همه چیز با قطعی چراغ‌های برق‌های سقفی در آزمایشگاه جون تقریباً در سه سال پیش آغاز شد. در آن زمان، چراغ‌های سقفی در آزمایشگاه پژوهشی جون مین به طور معمول به مدت ۲۴ ساعت روشن بودند. زمانی که این چراغ‌ها به دلیل قطع برق خاموش می‌شوند، فرصتی برای مشاهده چیزی پیش آمد که قبلاً هرگز آن را نپذیرفتند.

زمانی که پژوهشگران روز بعد بازگشتند، دریافتند که تاریکی بر عملکرد یک ماده بر نیکل اُکسی‌هیدروکسید در آزمایش الکترولیز آب تأثیر گذاشته و آن را به شدت کاهش دهد.

جون مین می‌گوید: قبلاً هیچ‌کس متوجه این افت عملکرد نشده بود، زیرا هیچ‌کس تا به حال این آزمایش را در تاریکی انجام نداده بود. همچنین دانش ما می‌گفت که چنین ماده‌ای نباید به نور حساس باشد و نور هیچ تأثیری بر خواص آن نداشته باشد.

جون مین و گروهش می‌دانستند که به چیز مهمی برخورد کرده‌اند و آزمایش‌های مکرر و متعددی را برای آزمایش نظریه‌های جدید خود آغاز کردند و در نهایت به اطلاعات کافی برای انتشار مقاله دست یافتند.

اکنون این گروه پژوهشی در حال کار بر روی راه‌های ایجاد برای بهبود فرآیندهای صنعتی برای تولید هیدروژن، مانند شفاف‌سازی سلول‌های حاوی آب تا نور را به بررسی آب وارد کند.

این کار باید انرژی کمتری در فرآیند الکترولیز نیاز داشته باشد و همچنین از نور طبیعی بسیار آسان تر استفاده شود. بنابراین هیدروژن بیشتر را می‌توان در مدت زمان کوتاه‌تری با مصرف انرژی کمتر تولید کرد.

کنار زدن محدودیت‌ها

جون مین اضافه کرد که بهترین راه برای توسعه علم، همیشه یافتن راه‌های جدید برای انجام کارهایی که قبلا انجام شده است، نیست، بلکه این است که همیشه مرزها را پشت سر بگذاریم.

وی گفت: تنها از طریق انباشت دانش جدید است که می‌توانیم جامعه را بهبود بخشد.

این کشف می‌تواند بر شرکت‌های مواد غذایی که از گاز هیدروژن برای تبدیل روغن‌ها و چربی‌های غیراشباع به روغن‌های اشباع استفاده می‌کنند و صنعت نفت که از این گاز برای حذف محتوای گوگرد از نفت استفاده می‌کنند، تأثیر بگذارد.

هیدروژن همچنین این پتانسیل را دارد که به عنوان یک سازگار با محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد، زیرا هیچ آلاینده‌ای تولید نمی‌کند و ذخیره‌سازی آن آسان‌تر می‌شود و همچنین از انرژی‌های خورشیدی قابل اطمینان است.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع