تولید نانوکاتالیستی برای استخراج هیدروژن از آب دریا

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان موفق به ارائه روشی ارزان برای استخراج هیدروژن از آب دریا شدند تا با استفاده از آن بتوانند نیاز پیل‌های سوختی را برآورده سازند. یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه فلوریدای مرکز، نانومواد هیبریدی ساخته که قادر است از انرژی خورشید برای تولید هیدروژن از آب دریا استفاده کند. این روش می‌تواند منبعی برای تولید سوخت‌های پاک باشد تا مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد.

یانگ یانگ، استادیار این دانشگاه، می‌گوید: «ما مسیر تازه‌ای برای شکافتن مولکول‌های آب ارائه کردیم. این روش برای آب دریا قابل استفاده است».
در این روش محققان از فتوکاتالیست استفاده می‌کنند؛ ماده‌ای که می‌تواند با دریافت انرژی خورشید، واکنش شیمیایی ایجاد کند. این فتوکاتالیست از دوام و کارایی بالا برای انجام این کار برخوردار است. این فتوکاتالیست می‌تواند طیف وسیعی از نور را جذب کند و مورد استفاده قرار دهد، به‌طوری که نسبت به کاتالیست‌های دیگر عملکرد بهتری دارد. از سوی دیگر این کاتالیست می‌تواند شرایط بسیار خورنده آب دریا را نیز تحمل کند.

این گروه تحقیقاتی برای ساخت این فتوکاتالیست از اکسید تیتانیم استفاده کرد. این گروه نانوحفره‌هایی را به‌صورت شیمیایی روی سطح فیلم اکسید تیتانیم ایجاد کرد؛ ماده‌ای که به کرات در فتوکاتالیست‌ها استفاده می‌شود.

روی سطح این نانوحفره‌ها با استفاده از لایه ‌نازکی از جنس دی‌سولفید مولیبدن پوشانده شده‌است؛ ماده‌ای دو بعدی که ضخامتی در حد یک اتم دارد.
این کاتالیست جدید می‌تواند پهنای باند نور جذب شده را افزایش ‌دهد. با کنترل دانسیته نقص گوگرد، می‌توان از طیف‌های مرئی فرابنفش تا مادون قرمز نزدیک استفاده کرد. با این کار کارایی فتوکاتالیست دو برابر افزایش می‌یابد.

یانگ معتقد است که با این روش می‌توان مقدار بیشتری انرژی را جذب کرد. براساس اظهارات یانگ، تولید سوخت شیمیایی از خورشید بسیار بهتر از تولید الکتریسیته از پنل‌های خورشیدی است؛ چرا که الکتریسیته را باید در باتری‌ها ذخیره کرد که به مرور دچار زوال می‌شوند. اما گاز هیدروژن را می‌توان به‌ سادگی ذخیره کرد یا به جای دیگر منتقل نمود.