به گزارش ثریا - سوخت هیدروژنی که یک جایگزین امیدوارکننده برای سوختهای فسیلی است، هنگام استفاده فقط بخار آب منتشر میکند و به همین دلیل میتواند انتشار گازهای گلخانهای را در جو زمین کاهش دهد. در آینده میتوان از سوخت هیدروژنی برای سوخترسانی به وسایل نقلیه سنگین مانند کامیونها، قطارها و کشتیها و همچنین سیستمهای گرمایش صنعتی و تولید برق غیرمتمرکز استفاده کرد.
به نقل از تک اکسپلور، بیشتر روشهای کنونی تولید هیدروژن به سوزاندن سوختهای فسیلی متکی هستند و این کار، مزایای زیستمحیطی آن را محدود میکنند. با توجه به پتانسیل هیدروژن، بسیاری از مهندسان انرژی در سراسر جهان در تلاش هستند تا راهبردهای پایدارتری را برای تولید هیدروژن در مقیاس بزرگ ابداع کنند.
یکی از روشهای پیشنهادی برای تولید پاک هیدروژن، تجزیه فوتوکاتالیستی آب است. این روش مستلزم تجزیه مولکولهای آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از فوتوکاتالیستهاست. فوتوکاتالیستها موادی هستند که به نور خورشید واکنش نشان میدهند و واکنشهای شیمیایی مورد نظر را تحریک میکنند.
پژوهشگران «دانشگاه میشیگان»(UMich) اخیراً ابرشبکههای کوانتومی اکسیتونی جدید را ابداع کردهاند که مواد ابررسانای لایهای فوقالعاده نازک هستند و در آنها جفت الکترونها و حفرههای مقید یعنی اکسیتونها تشکیل میشوند. این مواد میتوانند از تولید هیدروژن با انرژی خورشیدی پشتیبانی کنند. مشخص شد که این مواد امیدوارکننده از عهده تجزیه آب برمیآیند و هیدروژن پاک را با راندمان قابل توجهی تولید میکنند.
«یویانگ پن»(Yuyang Pan) و «بینگشینگ ژانگ»(Bingxing Zhang) پژوهشگران این پروژه و همکارانشان در مقاله خود نوشتند: تولید هیدروژن پاک مستقیماً از نور خورشید و آب به عنوان مسیری امیدوارکننده برای دستیابی به خنثیسازی کربن و پایداری زیستمحیطی ظهور کرده است. با وجود این، استفاده ناکارآمد از حاملهای بار تولید شده توسط نور در فوتوکاتالیستها، مانع کارآیی تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن میشود. ما استفاده از ساختارهای ابرشبکه کوانتومی اکسیتونی متشکل از نیترید گالیوم در مقیاس نانومتر و نیترید گالیوم ایندیوم را برای دستیابی به هدایت مؤثر بار الکتریکی و تجزیه کلی فوتوکاتالیستی آب نشان میدهیم.
پن، ژانگ و همکارانشان مواد لایهای جدیدی را طراحی کردند که نیمهرساناهای نیترید گالیوم و نیترید گالیوم ایندیوم را در یک ابرشبکه ترکیب میکنند. این یک ترکیب نانومتری از دو ماده است که ویژگیهای اپتوالکترونیکی خاصی را از خود نشان میدهد.
پژوهشگران با استفاده از پدیده «اثر اشتارک محدودشده کوانتومی» توانستند طول عمر اکسیتونها را در ابرشبکههای کوانتومی خود با دقت مهندسیشده افزایش دهند. سپس، عملکرد این مواد را برای تحریک تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن از طریق انرژی خورشیدی آزمایش کردند.
پژوهشگران در بررسیهای اولیه آزمایشگاهی و میدانی در فضای باز دریافتند که مواد کوانتومی آنها تبدیل آب به هیدروژن با انرژی خورشیدی را با راندمان ۳.۱۶ درصد در آزمایشگاه تحت نور خورشید متمرکز و تا ۱.۶۴ درصد در محیط باز امکانپذیر میکنند. این نتایج دلگرمکننده هستند و پتانسیل مواد کوانتومی را برای تحقق تجزیه فوتوکاتالیستی آب برجسته میکنند.
اگرچه راندمانهای گزارششده توسط پان، ژانگ و همکارانشان هنوز بسیار پایینتر از آن چیزی است که باید باشد تا امکان استفاده گسترده از سیستمهای تجزیه آب را فراهم کند اما آنها امکان تبدیل آب به ابرشبکههای کوانتومی با بهرهگیری از هیدروژن را اثبات میکنند. در آینده، مواد معرفیشده توسط این گروه پژوهشی میتوانند بیشتر بهبود یابند و الهامبخش طراحی ابرشبکههای مشابه دیگر باشند.
این روش در نهایت میتواند امکانات جدیدی را برای تولید پاک هیدروژن در مقیاس بزرگ فراهم آورد و به تلاشهای جهانی با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانهای کمک کند.
این پژوهش در مجله «Nature Energy» به چاپ رسید.
منبع : هیدروژن
تأثیر مثبت نمرات پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵؛ سوابق دوازدهم همچنان ۶۰ درصد
طرح «حامی» برای جبران کاستیهای یادگیری دانشآموزان اجرا میشود
وام ودیعه مسکن دانشجویان علوم پزشکی برای شهر تهران افزایش یافت
شهید لاریجانی؛ الگویی که مصلحت جامعه را بر فرد مقدم میدانست
بحران صندلی خالی در دانشگاهها؛ هشدار درباره آینده نزدیک
رئیس دانشگاه جامع انقلاب اسلامی: روحیه دفاع مقدس را در علم و فناوری بازتولید کنیم
حذف آزمون جامع در راه است؟ برنامه تحول وزارت علوم برای مقاطع کارشناسی تا دکتری
سنت منطقی اسلامی چگونه پشتوانه مواجهه با منطق ریاضی است؟
جهان اسلام به این روحانی فرزانه و اهل ادب میبالد
بانو مجتهده امین نماد توانمندی زنان است
بازیگر معروف: صداپیشگان شایسته دریافت اسکار بازیگری هستند
اختتامیه پویش ملی وطن به روایت من برگزار شد
اهدای نامه سید مجید موسوی و انگشتر یادبود به فرزند شهید سید مصطفی میرغفاری
حرمهای کربلا در آستانه محرم سیاه پوش شدند
زمان تشییع رهبر شهید اعلام شد +جزئیات را اینجا بخوانید
هزینه ثبتنام جهش تحصیلی دانشآموزان اعلام شد
مجموعهکتاب «داستانهای غولی» درباره اهمیت آب به کودکان میآموزد
نگاهی به نقش توییتر در جنگ رسانهای دشمن در کتاب «توئیتری شدن سیاست»
تکرار سنت اهریمنی استکبار در عاشورای ۱۴۰۵ در حمله به یک منابع آب
طراح بازی «نجات دختران اپستین توسط بچههای میناب» از این بازی میگوید
درباره زندگی رازآمیز درختان در این کتاب بخوانید
هکرها پیامرسان دولتی فرانسه را هک کردند
رونمایی آستان مقدس علوی از پروژه نگارش نسخهای نفیس از نهجالبلاغه
اختراع کتی که هوا را به آب آشامیدنی تبدیل میکند
وزیر علوم: اساتید دانشگاه با امید و انگیزه در کلاس درس حاضر شوند
مقابله با موج محتوای غیرقانونی در بحرانها؛ بریتانیا شبکههای اجتماعی را ملزم به سازوکار ویژه کرد
شکایت جدید علیه OpenAI؛ ChatGPT نتوانست جلوی خودکشی کاربر را بگیرد
مأموریت دانشگاهها در برنامه «مهر» برای حل بحران آب، ناترازی انرژی و تورم
بازگشت ۴۵۰۰ دانشجوی دانشگاه شریف از امروز
تأکید رئیس مرکز هیئت امنا و ممیزه بر نقش کلیدی فناوری در دفاع ملی
آگهی/ از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
توانمندسازی مدرسان آموزش خانواده با رویکرد جوانی جمعیت
ایلان ماسک نخستین تریلیونر دنیا میشود
افزایش سهمیه بومی در دستیاری دندانپزشکی؛ اعلام آخرین مهلت ثبتنام
تاکید بر ارتقای کیفیت آموزش هُنر در مدارس
اپ ادیتس متا صاحب دستیار هوش مصنوعی می شود
تبدیل شدن آئین تعویض پرچم امام حسین(ع) به رویدادی جهانی
اهمیت هوش مصنوعی در مسیر ارتقای کیفیت آموزشی
جلسه تلاوت و هماندیشی قاریان بینالمللی مزین به نام رهبر شهید
فلسفه در اندیشه حضرت امام، مقدمهای ضروری برای رسیدن به عرفان است
جریان قاتلان حسین (ع) امروز در مقابل امت ایشان قرار گرفتهاند
جدایی متا از شریک چینی جنجالی کلید خورد
احتمال اعمال محدودیت دوباره بر اینترنت بینالملل وجود دارد؟
خدمات ابری گوگل در هند مختل شد
چه چیزی کلید مرگ را در کهکشانها میچرخاند؟
جنجال غیبت زنان در میان فضانوردان آرتمیس ۳
داستان جالب کندترین آزمایش جهان چه بود؟
تاثیر باورنکردنی چای بر سلامتی و افزایش طول عمر
اقدامات حرم حضرت ابوالفضل العباس(ع) برای استقبال از ماه محرم
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
واکاوی در مسئله عرفان و سلامت معنوی کودکان در یک نشست
نتیجه نهایی گفتگوی پیامبر با مسیحیان نجران پس از ماجرای مباهله چه شد؟
افتتاح سردخانه دومداره آمونیاکی شهر اهر با حضور حجت الاسلام خاموشی
هشدار قالیباف به ترامپ و دیگر رهبران جهان+عکس
حجتالاسلام قمی: زبان در وصف شما مردم مبعوث شده قاصر است
طرح روضههای خانگی سدره به مناسبت ماه محرم آغاز به کار کرد
نیاز داریم که همگی نسبت به معضلات و نیازها احساس مسئولیت کنیم
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
به کارگیری هوش مصنوعی جمینای در کروم به غرب آسیا رسید
زیرساخت حقیقی این سرزمین، تمدن کهن، فرهنگ و هنر ماندگارش است
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
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
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
تعیین سقف افزایش شهریه دانشگاههای غیردولتی بر اساس نرخ تورم
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
جزئیات جدید اعمال سوابق تحصیلی در کنکور سراسری ۱۴۰۵ را اینجا بخوانید
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
رویکردی اجتهادی بر جایگاه مردم در حکمرانی از منظر فقه شیعه در کتاب «فقه، مردم و حکمرانی»
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
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.