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
نحوه آگاه سازی مشتریان از تخفیف‌ها؛ راهکارهایی برای افزایش فروش
۲۲ میلیون پوند برای تجاری‌سازی نانوماده‌ای که آینده را می‌سازد
رونمایی از لندری برای ماموریت فضایی با ۷ سیارک
مدرسه انگلیسی مداد و کاغذ را به لپ تاپ ترجیح داد
انتخاب رشته آزمون دستیاری دندانپزشکی آغاز شد
بیش از ۱۸۰ دانشجو و استاد سال گذشته شهید شدند/ضرورت تبدیل «آموزش ایستادگی» به یک اصل تاریخی
اعلام حدنصاب قبولی آزمون‌های علوم پایه پزشکی و دندانپزشکی، پیش‌کارورزی
تقویت کلاس هوشمند به دستور رئیس جمهور؛ احتمال وقفه آموزش به دلیل جنگ
مراسم بازگشایی دانشگاه‌ها با حضور رئیس جمهور برگزار شد
جف بزوس: هوش مصنوعی هفته کاری را به ۳ روز کاهش می‌دهد
خلق عکسی از ۱۱۰ جسم آسمانی در ۳۵۲ ساعت
مخزن تحت فشار چگونه طراحی، ساخته و آزمایش می‌شود؟
حسگر مچی عرق بدن را می سنجد
پهپاد هواشناسی چندبارمصرف برای پرواز در ارتفاع ۱۰ کیلومتری
وزیر آموزش و پرورش: هیچ کودکی نباید قربانی فقر و محرومیت شود
شبکه دانش‌آموختگان سمپاد راه‌اندازی شد
عدالت آموزشی یعنی هیچ استعدادی از فرصت رشد محروم نماند
مدارس جدید بدون مناسب‌سازی افتتاح نمی‌شوند
تهران ملی‌ترین شهر ایران است
از تسخیر اذهان تا بحران حقیقت؛ بازخوانی دو اثر تازه در عصر رسانه
چرا سیدحسن حاضر بود همه فرماندهانش شهید شوند اما ایران آسیب نبیند؟
راغب از تازه‌ترین آلبوم خود رونمایی کرد؛ دنبال جذب و دفع فالوور نیستم!
ارتقای ۹ پله‌ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ارزیابی شبکه آزمایشگاهی کشور
ردپای یک متخصص امنیت سایبری کانادا در سرقت از اف بی آی
تلسکوپ جیمز وب منشأ یک انفجار سریع رادیویی دوردست را شناسایی کرد
خرابکاری جدید کلاود؛ نفوذ به وب سایت های دولتی آمریکا
ایلان ماسک یک مدیر فناوری هندی را مسخره می کند!
حمایت ۱۲۰میلیون تومانی دانشگاه امام صادق (ع) از رتبه‌های زیر ۵۰۰ کنکور
بررسی راهکارهای پذیرش دانشجویان بین‌الملل در دانشگاه الزهرا(س)
جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
مهلت انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ تمدید نمی‌شود
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق
نتایج نهایی پذیرش در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی اعلام شد
صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم
وام دستیاری برای متاهلین و مجردین ۴۰ و ۳۰ میلیون تعیین شد
جدیدترین آمار انتخاب رشته در کنکور ۱۴۰۵؛ فردا آخرین فرصت انتخاب رشته
افزایش چشمگیر کاربران وفادار به سکوهای ایرانی؛ خدمات سکوها پایدار شد
ترکیه دسترسی کودکان زیر ۱۵ سال به شبکه‌های اجتماعی را ممنوع کرد
آغاز آنلاین مشاوره و آموزش سلامت روان؛ خدمات سلامت روان با زبان نسل زد
شیوه جدید پذیرش دانشجو در دوره های «هم‌آموز» کلید خورد
تأکید بر توسعه بازرسی‌های پیشگیرانه و داده‌محور در وزارت ارتباطات
مجلات نمایه‌شده SCIE و ESCI در ارزشیابی مقالات دارای اعتبار ISI هستند
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
مخاطرات ورود هوش مصنوعی به کلاس‌های درس
اوپن ای آی میزان استفاده روزانه نوجوانان از چت بات را اعلام کرد
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تحلیل وزیر آموزش و پرورش از نقش فراجا در تأمین امنیت کشور
مجتبی جباری به «هم‌کلام» می‌آید
اختتامیه رویداد ملی «همچو سرو» برگزار شد
«پپا»، همراه کوچک کودکان در یک روز پرماجرا
روایت ۸۰ روز زندگی یک خبرنگار در دل جنگ غزه، منتشر شد
وقتی صدای جمع، صدای عقل را خاموش می‌کند
برگزاری نشست تخصصی «مبانی الهیاتی و اجتماعی جان‌فدا» در تهران
کاظمی:تعطیلی احتمالی مدارس بر اساس شرایط هر منطقه تعیین می‌شود
مشاوران مبعوث؛ پیشگامان هدایت آگاهانه و انتخاب رشته کنکور
آرشیو الکترونیکی ۲۱ هزار عنوان کتاب درسی از سال ۱۳۳۰
آموزش قرآن در برنامه‌درسی ملی باید مورد توجه قرار گیرد
چهار فضانورد اسپیس ایکس به زمین باز می‌گردند
برندگان نوبل شیمی معرفی شدند
آیا الگوریتمها شخصیت مارا می‌سازند؟
تحلیلی بر مناسبات فقه و تاریخ دوره نبوی
گفتن حقیقت درباره صاحبان قدرت، چه از سوی حوزه و چه قضا، هزینه دارد
بخل از کجا می‌آید؟؛ گنجی که صاحبش را نگهبان ترس می‌کند
«حیوانات» بن افلک بدترین نقدها را گرفت؛ فاجعه بود!
چین و عربستان هم آمدند؛ ۹۸ کشور در رقابت بهترین فیلم بین‌المللی اسکار
غزل شاکری و سیامک صفری به تالار وحدت می‌آیند؛ اجرای اقتباسی از «ویتسک»
داریوش عیاری فیلمبردار سینما درگذشت
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
رشته‌محل‌های جدید و اصلاحات دفترچه انتخاب رشته کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
آغاز اجرای طرح «ردا کارت» دانشجویی در ۲۰ دانشگاه کشور طی ۱۰ روز آینده
آرای نهایی ۱۴ پرونده انضباطی دانشجویان مرتبط با حوادث دی‌ماه صادر شد
توزیع ۷۶۵ میلیارد تومان تجهیزات ورزشی در ۶۲ هزار مدرسه
مهلت ثبت‌نام آزمون وکالت مرکز وکلای قوه قضائیه مجدد تمدید شد
نوبل فیزیک به «پیام‌های شبح‌وار از فضا» رسید
تمدید مهلت انتخاب رشته آزمون های سراسری و پذیرش دانشجو معلم تا ۱۹ مهر
بخشنامه و ضوابط جامع فعالیت مؤسسات جذب دانشجویان بین‌الملل ابلاغ شد
حمایت بانک‌ها از ۴ دانشگاه آسیب دیده از جنگ کلید خورد
«کامپیوتر شریف» انتخاب اول برترین رتبه های ریاضی کنکور ۱۴۰۵
دانشجویان دانشگاه هنر نقوش ایرانی را در طراحی پوشاک به‌کار گرفتند
قهرمانی دانش‌آموزان ایرانی در مالزی؛ سه سکوی نخست برای ایران
ساعت ۱۲ امشب آخرین مهلت انتخاب رشته در کنکور سراسری سال ۱۴۰۵
ساخت چندین ماهواره سنجشی ایران با دقت تصویربرداری یک متر
شرایط خوابگاهی دانشگاه‌های کشور برای داوطلبان کنکور ۱۴۰۵ اعلام شد
تصویب صندوق عدالت آموزشی برای حمایت از دانش‌آموزان مناطق محروم
اختصاص بورس نخبگان دانشگاه تهران به رتبه های زیر ۱۰۰ در کنکور
وزیر آموزش و پرورش: معیشت معلمان را جدی پیگیری می‌کنیم
ارتقای کیفیت آموزشی اولویت مدارس غیردولتی است
اوپن ای آی ویکی مدیا را هم هک کرد
سرپرست صندوق ذخیره فرهنگیان منصوب شد
تعلیق برنامه گرین‌کارت مایکروسافت
رتبه ۶ کنکور: جنگ را مدیریت کردم، نه اینکه تسلیمش شوم
کشف سیاره ای که از خاکستر ستاره اش متولد شد
اصلاحات شرایط استخدام اعضای هیئت علمی؛ تغییر محاسبه فوق‌العاده حقوق
وزیر آموزش و پرورش وارد لامرد شد
کاظمی: ظرفیت‌های آموزشی ایران و عراق باید بیش از گذشته توسعه یابد
جذب رتبه‌های برتر در رشته های اولویت دار کشور در کنکور ۱۴۰۵
مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند
صدور حکم بدوی برای ۳۰ پرونده انضباطی دانشجویان؛ حکم اخراجی نداشتیم
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.