به گزارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، هیدروژن بهعنوان یکی از ارکان اصلی گذار جهانی به انرژیهای تجدیدپذیر شناخته میشود. این حامل انرژی، هنگام مصرف تنها آب تولید میکند و از این نظر گزینهای پاک و دوستدار محیط زیست به شمار میرود. با این حال، تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی و بهشیوهای واقعاً سبز، همچنان با چالشهای اساسی روبهرو است؛ چالشهایی که یکی از مهمترین آنها، وابستگی به فلز کمیاب پلاتین در فرآیندهای فتوکاتالیستی است.
در بسیاری از روشهای تولید هیدروژن با استفاده از نور خورشید و آب، پلاتین بهعنوان همکاتالیست نقشی کلیدی ایفا میکند. اما ذخایر این فلز در پوسته زمین محدود است، استخراج آن با خطرات زیستمحیطی و بهداشتی همراه است و تولید آن نیز در چند کشور خاص، از جمله آفریقای جنوبی و روسیه، متمرکز شده است. همین عوامل، پلاتین را به گلوگاهی راهبردی در مسیر توسعه هیدروژن خورشیدی تبدیل کردهاند.
اکنون، مطالعهای تازه که در نشریه علمی «مواد پیشرفته» (Advanced Materials) منتشر شده، نشان میدهد این گلوگاه قابل عبور است. تیمی پژوهشی به سرپرستی پروفسور اِرگانگ وانگ از دانشگاه صنعتی چالمرز (Chalmers University of Technology) موفق شدهاند روشی برای تولید کارآمد هیدروژن خورشیدی ارائه دهند که بهطور کامل بدون پلاتین عمل میکند.
در این روش، از مقادیر اندکی نانوذرات بسیار ریز از جنس پلاستیک رسانای الکتریکی استفاده میشود. این ذرات که در آب معلق هستند، بهطور همزمان با نور خورشید و محیط اطراف خود برهمکنش برقرار میکنند و واکنش فتوکاتالیستی تولید هیدروژن را پیش میبرند. الکساندر هولمز، پژوهشگر دانشگاه چالمرز، توضیح میدهد که این نانوذرات از نوع «پلیمرهای مزدوج» هستند؛ موادی که بهطور طبیعی توانایی جذب مؤثر نور را دارند، اما معمولاً با آب سازگاری کمی نشان میدهند.
کلید موفقیت این پژوهش، اصلاح دقیق خواص ماده در مقیاس مولکولی بوده است. محققان با طراحی پیشرفته مواد، پلیمر رسانا را بهگونهای تغییر دادهاند که سازگاری آن با آب بهطور چشمگیری افزایش یابد. افزون بر این، آنها روشی ابداع کردهاند که در آن، این پلاستیک به شکل نانوذراتی با ساختار داخلی سستتر و آبدوستتر در میآید؛ ساختاری که برهمکنش با آب را تقویت کرده و فرآیند تبدیل نور به هیدروژن را بهطور محسوسی بهبود میبخشد
بهگفته هولمز، رؤیای توسعه فتوکاتالیستهای کارآمد بدون پلاتین، سالهاست در این حوزه دنبال میشود. او تأکید میکند که این دستاورد نهتنها هزینه تولید هیدروژن را بهشدت کاهش میدهد، بلکه عملکرد سامانههای جدید حتی میتواند از سامانههای مبتنی بر پلاتین نیز فراتر رود. نویسندگان مقاله بر این باورند که این فناوری، راه را برای تولید پایدار و اقتصادی هیدروژن در مقیاس وسیع هموار میکند.
کارایی این روش در آزمایشگاه بهوضوح قابل مشاهده است. در راکتور شیمی دانشگاه چالمرز، حبابهای هیدروژن بهراحتی با چشم غیر مسلح دیده میشوند. زمانی که نور شبیهسازیشده خورشید به یک بشر آب حاوی نانوذرات تابانده میشود، تنها پس از چند لحظه، حبابهای ریز هیدروژن شکل میگیرند و به سطح آب میرسند. این گاز سپس از طریق لولهها جمعآوری شده و میزان تولید آن بهصورت برخط اندازهگیری میشود.
نتایج بهدستآمده چشمگیر است: تنها با یک گرم از این ماده پلیمری، میتوان در مدت یک ساعت حدود ۳۰ لیتر هیدروژن تولید کرد. افزون بر این، پژوهشگران چالمرز اخیراً نشان دادهاند که همین پلاستیک رسانا را میتوان بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر و با هزینهای بسیار کمتر تولید کرد؛ پیشرفتی که بُعد اقتصادی این فناوری را بیش از پیش تقویت میکند.
با وجود این موفقیت، مسیر پژوهش هنوز به پایان نرسیده است. در حال حاضر، این فرآیند برای دستیابی به نرخ بالای تولید هیدروژن، به مادهای کمکی مانند ویتامین سی نیاز دارد که نقش یک آنتیاکسیدان فداشونده را ایفا میکند. هدف نهایی پژوهشگران، حذف کامل این افزودنیها و دستیابی به سامانهای است که تنها با آب و نور خورشید، مولکولهای آب را همزمان به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کند.
پروفسور اِرگانگ وانگ میگوید حذف پلاتین از این سامانه، گامی اساسی در مسیر تولید پایدار هیدروژن برای جامعه است. او تأکید میکند که پژوهشها برای دستیابی به شکافت کامل آب بدون مواد افزودنی آغاز شده و هر چند تحقق آن به چند سال زمان نیاز دارد، اما نشانهها حاکی از آن است که مسیر درستی انتخاب شده است.
منبع : هیدروژن
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بیاعتمادی را گسترش داد
نمایهشدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان
مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز میشود
یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند
کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید
بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانشآموخته/ علوم پزشکی در صدر اشتغال
آغاز کلاسهای حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
حجتالاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
درک پیام غدیر؛ امامت، ستون فقرات حفظ اسلام در جامعه
ممیزیهای فراوان کلینیک رویا صدای بازیگران را در آورد
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
سه انفجار خورشیدی در یک شبانهروز رخ داد
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.