يک کاتاليزور جديد براي توليد انرژي از هيدروژن

[ps.zine]

دانشمندان نوعي ماده پليمري يافتند که کاتاليزور بسيار مناسبي در پروسه توليد سوخت هيدروژني با استفاده از نور خورشيد و آب است. 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 و ميتواند در اين شيوه توليد انرژي سبز مورد استفاده قرار گيرد.


توليد گاز هيدروژن با جداسازي مولکول هاي آب توسط انرژي خورشيدي راهي است مطمئن براي توليد سوخت هيدروژني، که اگر آنرا مستقيما بسوزانيم و يا در سلولهاي سوختي از آنها استفاده کنيم مي توانيم از اين ماده براي توليد انرژي در انواع وسايل نقليه مانند ماشين هاي شخصي، اتوبوس ها و حتي هواپيما 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 استفاده به 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 تماس با آب است و توانايي جذب نور هاي مرئي بايد از خصوصيات اين کاتاليزور باشد. 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 اساس فلزات بوده و معمولا نيازمند استفاده از فلزات گرانبها براي کمک به روند پروسه بودند. مواد ترکيبي اي نيز توليد شدند، اما آنها تنها با نور در ناحيه فرابنفش کار مي کنند – کسر کوچکي از طيف نور خورشيدي – و عملکردشان نيز 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 مرحله به جلو رفتند، از فرايند گرمادهي / چگالش براي تاثير بر زنجيره براي شکل گيري ساختار صفحات لايه اي مشابه با گرافيت، فرم بسيار منظم کربن، استفاده کردند.

سپس نيتريد کربن که توانش بيشتر شده، و به آب حاوي ماده واکنشگر که در واکنش با کاتاليزور الکترون دهنده است اضافه ميشود. زماني که مخلوط روشن شد، مولکولهاي آب به يون هيدروژن مثبت و اتم هاي اکسيژن تجزيه مي شود. اتم هاي کربن کاتاليزور با بوجود آوردن مکان براي يونهاي هيدروژن براي توليدH2 کمک مي کنند – فرآيندي که اتم هاي نيتروژن به يونها الکترون مي دهند و آنها مي توانند دوباره به صورت هيدروژن دو اتمي شکل بگيرند. اتم هاي نيتروژن با روند متفاوتي تاثير مي گذارند، اکسيداسيون، به اتم هاي اکسيژن کمک مي کنند تا مولکول O2 تشکيل دهند.

آزمايشات اين گروه نشان مي دهد نيتريد کربن بسپارش شده هر دو نور فرابنفش و نور مرئي را جذب مي کند، اگر چه بازه عملکر آن با ميزان توليد H2 متفاوت خواهد بود. اين ماده کاتاليزور موثري حتي بدون حظور پلاتين و ديگر فلزات گران قيمت است.

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

مترجم: محمد علي عاشوري

www.pszine.net