به گزارش ثریا - افزایش مداوم غلظت دیاکسیدکربن در جو و وابستگی شدید جهان به سوختهای فسیلی، بحران انرژی و محیطزیست را به یکی از مهمترین چالشهای عصر حاضر بدل کرده است. در این میان، هیدروژن سبز به دلیل چگالی بالای انرژی و عدم تولید دیاکسیدکربن در فرایند احتراق، به عنوان یکی از گزینههای راهبردی برای آینده انرژی مطرح شده است. با این حال، روشهای سنتی تولید هیدروژن مانند اصلاح متان یا الکترولیز متکی بر مصرف گسترده برق و منابع فسیلی هستند. به همین دلیل، توجه پژوهشگران جهان به فناوری شکافت آب فتوالکتروشیمیایی (PEC-WS) جلب شده که با استفاده از نور خورشید و آب، امکان تولید پایدار هیدروژن را فراهم میکند.
در میان مواد نیمهرسانا برای ساخت فتوآند، ترکیب پروسکایتی CsPbBr₃ به دلیل ویژگیهایی چون قابلیت تنظیم شکاف نواری (۲٫۳ الکترونولت)، طول انتشار بلند حاملهای بار، و امکان فرآوری ارزان در شرایط محیطی، گزینهای بسیار جذاب محسوب میشود. با این حال، لایههای نازک این ماده در جذب نور ناکافی عمل میکنند و همچنین در محیطهای آبی از پایداری لازم برخوردار نیستند.
برای رفع این چالشها، تیمی از پژوهشگران ایرانی از دانشگاه اصفهان، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ـ واحد ماهشهر، یک شرکت دانشبنیان و پژوهشگاه دانشهای بنیادی، از نانوساختار اُپال معکوس اکسید تیتانیوم (IOT) به عنوان لایه انتقالدهنده الکترون و داربست برای CsPbBr₃ بهره گرفتند. این ساختار سهبعدی که به عنوان یک کریستال فوتونی شناخته میشود، با ایجاد گافهای فوتونی و افزایش مسیر مؤثر نور، جذب فوتونها در لایه پروسکایتی را تقویت میکند. بدین ترتیب، الکترونـحفرههای بیشتری تولید شده و کارایی دستگاه به شکل چشمگیری افزایش مییابد.
همچنین، سطح بالای متخلخل TiO₂ شرایطی فراهم میکند تا بارهای نوری سریعتر جمعآوری و منتقل شوند. برای افزایش دوام الکترود در محیط آبی، محققان یک لایه محافظ و رسانا از جنس کربن سیاه، گرافیت و تونر کربنی بازیافتی به کار بردند. این پوشش علاوه بر پایدارسازی سطح پروسکایت، انتقال بار را تسهیل کرده و عملکرد دستگاه را ارتقاء داده است.
نتایج آزمایشها نشان داد فتوآندهای ساختهشده با این طراحی، به چگالی جریان نوری ۷٫۲۸ میلیآمپر بر سانتیمتر مربع در ولتاژ ۱٫۲۳ VRHE دست یافتند. این عملکرد در آزمایشی طولانیمدت طی ۱۰ هزار ثانیه تحت تابش پیوسته و در شرایط خنثی (pH=۷) بدون استفاده از همکاتالیست حفظ شد؛ رکوردی برجسته در میان فتوآندهای پروسکایتی.
تیم تحقیقاتی با استفاده از مجموعهای از آزمونها نظیر طیفسنجی جذب UV-Vis، ولتامتری روبشی خطی، اسپکترواسکوپی فتولومینسانس (PL) و امپدانسسنجی الکتروشیمیایی (EIS) نشان دادند که ساختار اُپال معکوس نه تنها جذب نور در لبه باند را افزایش داده، بلکه جدایش بارهای نوری را نیز تقویت کرده است.
این دستاورد نشان میدهد که طراحی نانوساختارهای هوشمند و استفاده از لایههای محافظ رسانا میتواند بر محدودیتهای سنتی پروسکایتها غلبه کند و آنها را به یکی از گزینههای اصلی برای تولید صنعتی هیدروژن سبز تبدیل کند.
پژوهشگران تأکید دارند که این نوآوری، الهامبخش توسعه بیشتر فتوآندهای معدنی پروسکایتی و حرکت به سمت نسل آینده فناوریهای انرژی پاک خواهد بود؛ فناوریهایی که نقشی کلیدی در تأمین انرژی پایدار جهان ایفا خواهند کرد.
منبع : فناوری
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.