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
هلیا امامی: دوست داشتم از کلیشه دختر مثبت فاصله بگیرم
لباس مدرسه فقط فرم نیست، کودک باید آن را دوست داشته باشد
به مناسبت روز سینما: روزی که دوربین شهید آوینی روایتگر جنگ شد
کتاب عروس بی نشان ها: قرار بود یک عمر کنار هم باشند، اما جنگ مهلتشان نداد
حق کودک بر حریم خصوصی؛ چالشی برای فرهنگ دیجیتال ایران
نشر در لهستان؛ انتشار بیش از ۳۱هزار عنوان کتاب در سال ۲۰۲۵
نشان درجه یک هنری به این کارگردان اهدا شد: علیرضا داوودنژاد بدترین فیلمش هم «سینما» است
افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت
۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند
ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
بزرگترین رقابت دانشآموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد
شرکت انگلیسی دادههای مشتریانش را به هکرها داد
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار دادهها به کوه
چالشهای مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی
مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند
قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
سهمیه ویژه کنکور برای آسیبدیدگان جنگ نیازمند بازنگری است
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی
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.