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
تب هوش مصنوعی در شرکت‌ها هم داغ شد
علت فوت حمید علیدوستی چه بود؟
داروهایی که به نفع ویروس عمل می‌کند و سلامت بیمار را به خطر می‌اندازد
کشف یک جرم مرموز در لبه منظومه شمسی توسط اخترشناسان
تصویر روز ناسا از شب در سیاره‌ای وهم‌انگیز
کنجکاوی کودک تا کجا باید درباره تلفن همراه والدین پیش برود؟
کتاب صوتی «پل‌های مدیسون کانتی» منتشر شد
چرا از قهرمانان فقط مدال‌هایشان را می‌بینیم؟
کتاب «هم‌سفیر» منتشر شد
ستاره اسکندری پس از هفت سال به صحنه تئاتر بازمی‌گردد
کمبود جدی فضای آموزشی در مناطق حاشیه‌ای و پرتراکم شهری
دانش‌آموزان قرآنی شایسته قدردانی هستند
چرا سریال «روشنایی شب» با واکنش رسانه صهیونیستی مواجه شد؟
محدودیت دسترسی به اطلاعات اسلحه‌ها برای نوجوانان در چت جی پی تی
ثبت‌نام آزمون انتخاب حسابدار رسمی سال ١۴۰۵ آغاز شد؛ اعلام زمان آزمون
تسهیلات جدید برای قبولی‌های ارشد و دکتری از سوی وزارت علوم
نمرات مردودی دانشجویان ورودی ۱۴۰۲ به بعد در معدل کل محاسبه نمی‌شود
تفکیک مسیر ارتقای اساتید علوم انسانی از رشته‌های مهندسی و کشاورزی
امکان ویرایش معدل و سهمیه در آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی فراهم شد
کلیداولیه آزمون دکتری تخصصی علوم پزشکی۱۴۰۵ منتشر شد
کد آیسیک چیست؟ راهنمای انتخاب و استعلام فعالیت اقتصادی | آرمیتاتکس
محرابی که در عید قربان تبریز به خون نشست؛ نخستین شهید محراب که بود؟
نمایشگاه جدید موزه «جستجوی ایران» افتتاح شد؛ بازخوانی ریشه‌های بحران هویت و گسست تاریخی
رمانی در ستایش قدیس مهربانی برنده جایزه بزرگ رمان آکادمی فرانسه شد
۱۷۳ هنرمند در جشنواره هنرهای تجسمی جوانان رقابت می‌کنند
تنوع دیدگاه‌ها معیار انتخاب در کارگاه نقاشی جشنواره تجسمی جوانان است
هومن کیایی و مجتبی رجبی‌معمار «داستان زندگی من» را روایت می‌کنند
فیلم‌های «بالاچ» و «سومری‌ها» اکران می‌شوند
معرفی اعضای هیئت انتخاب آثار جشنواره تئاتر خیابانی مریوان
تلاش برای کشف استعدادها؛ بخش بین‌المللی تئاتر نیاز به تقویت دارد
یک بازار سه روایت؛ بندرعباس در تهران تماشایی شد
متا خارج از دادگاه نوجوان شاکی را راضی به تسویه کرد
دانشگاه آزاد اسلامی در زمره ۱۰۰ دانشگاه برتر جهان قرار دارد
اجرای طرح فروش حضوری و مجازی کتاب‌فروشی‌ها در «بازار کتاب»
لبیک نهادهای علمی به پیام رهبر انقلاب: برای خیزش علمی شتابان آماده‌ایم
نحوه دریافت ارز از دانشجویان خارجی اعلام شد
جزییات افزایش تسهیلات رفاهی دانشجویان علوم پزشکی؛ افزایش وام ازدواج
نوبت دوم آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی سال ۱۴۰۵ در ۳۳ رشته برگزار شد
ظرفیت پذیرش پزشکی و دندانپزشکی در سال ۱۴۰۶ تعیین شد
رونمایی از نرم‌افزار «ردا کارت» دانشجویی؛ زمان اجرا به زودی مشخص می‌شود
فرهنگستان علوم ظرفیت خود را برای تحقق خیزش علمی کشور به کار می‌گیرد
کنار رفتن «حجاب ابزار» برای مستندسازی یک فرصت است؛ فرا رفتن از گزارش
حریم خصوصی در فضای مجازی؛ انتشار پیام و تصویر دیگران شرعا جایز است؟
حجت‌الاسلام قمی: هیئت، سیاسی‌ترین و استکبارستیزترین محفل شیعه است
«گوهر فضیلت»؛ بازخوانی میراث علمی و سلوک معنوی آیت‌الله مروارید
وقتی تصویر و صدای جعلی به نام حقیقت منتشر می‌شود؛حکم شرعی تغییر هوشمند
فاطمیه فرصتی برای پیوند محبت فاطمی با فرهنگ وقف و خیر ماندگار
«کافه سلطان»؛ روایت زندگی روزمره در سایه جنگ
از بازتاب سخنان تلخ اکبر زنجان‌پور تا گرامی‌داشتی برای اکبر عبدی
رویا میرعلمی مهمان آخرین قسمت «هم‌کلام» می‌شود
نقشم در «نسخه آزمایشی» از من دور بود؛ سارقی که بعد از نامزدی توبه کرد
موسیقی بازی‌ها از قاب نمایشگر تا صحنه ارکسترال
معرفی آثار ۲ بخش از جشنواره فیلم مقاومت
اپل لپ تاپ گرانقیمت با نمایشگر لمسی را معرفی کرد
گرم‌کن گرافنی ژاپنی در سه ثانیه گرم می‌شود
آمازون دوباره کارمندانش را بیکار کرد
دست نوشته دانشجویان در بیعت با رهبر انقلاب
امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است
اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب
ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶
اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶
علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش تاریخی را پیدا کردم
دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد
رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان
نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید
بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد
نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن
افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست
کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند
تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت
کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است
اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir
چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد
متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود
یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد
اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت
جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد
خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟
آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است
ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶
اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶
اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب
دست نوشته دانشجویان در بیعت با رهبر انقلاب
دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد
کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند
اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود
رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان
بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد
علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش تاریخی را پیدا کردم
آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است
نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید
افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست
تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت
کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است
خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟
هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir
یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد
امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است
رونمایی از نرم‌افزار «ردا کارت» دانشجویی؛ زمان اجرا به زودی مشخص می‌شود
ظرفیت پذیرش پزشکی و دندانپزشکی در سال ۱۴۰۶ تعیین شد
نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن
فرهنگستان علوم ظرفیت خود را برای تحقق خیزش علمی کشور به کار می‌گیرد
اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت
آیا دینداری مانع پیشرفت می‌شود؟
چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد
جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد
جزییات افزایش تسهیلات رفاهی دانشجویان علوم پزشکی؛ افزایش وام ازدواج
«گوهر فضیلت»؛ بازخوانی میراث علمی و سلوک معنوی آیت‌الله مروارید
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.