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
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
تفاهم دانشگاه شهید بهشتی با بانک برای پرداخت تسهیلات مسکن
فرانسه شبکههای اجتماعی را برای کودکان ممنوع میکند
کلید اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ تا فردا منتشر می شود
حضور گسترده دانشجویان با ۱۷۵ موکب در مراسم تدفین رهبر شهید
هوش مصنوعی به همتای خود حمله سایبری کرد
پایان مکاتبات کاغذی در ثبت اساسنامه مؤسسات اعزام دانشجو
تصویر منتشر نشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای
علت کوریهای بیبازگشت کشف شد
اختصاص وام ضروری به دانشجویان آسیب دیده از جنگ
نتفلیکس استارتاپ هوش مصنوعی بازیگر معروف را خرید
فضاپیمای چینی برای دفاع از زمین با یک سیارک برخورد می کند
قابلیت تماشای عکسهای اسلایدی به تلگرام آمد
فرزهای دندانپزشکی نانویی در ایران تولید شد
روباتها با خواندن فکر فرمانبردار شما میشوند
میراث آیت الله شاهآبادی پیوند میان «عرفان شیعی» و سیاست و جهاد بود
«قرآن رنانی» با دستخط رهبر شهید به بازار نشر رسید
برگزاری همایش موکبداران «جاماندگان اربعین حسینی» در فرهنگسرای ولاء
آغاز طرح امنیتی و خدماتی زیارت اربعین حسینی در نجف اشرف
«سیوشش هفت» غم میناب را از زبان خانواده شهدا به تصویر میکشد
ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغالتحصیل از دانشگاههای برتر جهان
تیک تاک دوباره برای کارمندان دولت آمریکا مجاز شد
آیین بزرگداشت رهبر شهید انقلاب فردا در دانشگاه تهران برگزار میشود
شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد
توییت جالب اکانت سفارت ایران درباره ادعای رهگیری موشک های ایران
اعلام نتایج نهایی آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ در دهه اول مردادماه
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
توضیح معاون علمی رئیس جمهور درباره سند راهبردی «توسعه فرانچایز دانشبنیان»
امارات مقصد بعدی موشکهای ایرانی؟ +عکس
تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشتهها
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
فروشگاههای اپ طرف ثالث بالاخره وارد اندروید میشوند
ترامپ دسترسی به پستهایش در شبکه اجتماعی تروث را میفروشد
آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در رشتههای شناور برگزار شد
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
بزرگداشت رهبر شهید و دکتر مصباحالهدی باقریکنی در دانشگاه امام صادق
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
نوبت آخر آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ برگزار شد
رگولاتور انگلیس درباره تیک تاک تحقیق می کند
برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توانخواهان و زندانیان
آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد
نوشتهای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیشبینی حذف شرور جهان پرداخت
حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست
سیاست بچهگانه ترامپ سوژه کارتون هنرمند برزیلی شد
ایران قبرستان متجاوزین+عکس
کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند میسازد
کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد
وزیر آموزش و پرورش: کیفیتبخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است
غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران
آغاز دورههای راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیشدبستانی در مراکز کانون پرورش فکری
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
تصویری دیدهنشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای در سرپل ذهاب
آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس
نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی
ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور
چرا غرب از آیتالله خامنهای هراس داشت؟
اینفوگرافیک/در چه صورت از آزمون جامع دکتری معاف میشویم؟
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
ایران قبرستان متجاوزین+عکس
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست
وزیر آموزش و پرورش: کیفیتبخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است
کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
آغاز دورههای راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیشدبستانی در مراکز کانون پرورش فکری
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیشبینی حذف شرور جهان پرداخت
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توانخواهان و زندانیان
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغالتحصیل از دانشگاههای برتر جهان
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشتهها
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
نوشتهای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده
شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد
کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند میسازد
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
امارات مقصد بعدی موشکهای ایرانی؟ +عکس
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.