تولید هیدروژن از نمك و آب آلوده
ساخت اپل آی دی: دانشمندان ˮدانشگاه پلی تكنیك تومسكˮ(TPU) روسیه با همكاری پژوهشگران ˮدانشگاه شیمی و فناوریˮ (University of Chemistry and Technology) پراگ و ˮدانشگاه جان وانژلیستا پركاینˮ(Jan Evangelista Purkyne University) جمهوری چك یك ماده جدید دو بعدی برای تولید هیدروژن تهیه كرده اند.
به گزارش ساخت اپل آی دی به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، این ماده با قرار گرفتن در معرض نور خورشید از نمک و آب آلوده مولکول های هیدروژن تولید می کند.
"اولگا گسلنیکووا"(Olga Guselnikova) یکی از پژوهشگران این مطالعه اظهار داشت: هیدروژن یک منبع سوخت/انرژی پاک است. بدین سبب توسعه فناوری های هیدروژنی می تواند به یک چاره برای حل چالش جهانی انرژی تبدیل گردد.
دانشمندان در کوشش برای توسعه روش های کارآمد و پاک هستند تا هیدروژن تولید کنند. یکی از روش های اصلی تجزیه آب در اثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید است. در سیاره ما آب زیادی وجود دارد اما فقط چند روش مناسب برای تجزیه نمک یا آب آلوده وجود دارد. علاوه بر این از مقدار کمی از طیف مادون قرمز خورشید که ۴۳ درصد از کل نور خورشید را تشکیل می دهد، استفاده می شود.
ماده توسعه یافته یک ساختار سه لایه با ضخامت یک میکرومتر دارد. لایه زیرین یک لایه نازک از طلا است، دومین لایه از پلاتین با قطر ۱۰ نانومتر ساخته شده و سومین لایه نیز لایه ای از چارچوب های فلزی-آلی ترکیبات کروم و مولکول های آلی است.
گسلنیکووا افزود: در طول آزمایشات ما مواد را آبرسانی می کردیم و درب آن ظرف را محکم بستیم تا از نمونه های گاز دوره ای(periodic gas) برای تعیین مقدار هیدروژن استفاده نماییم. نور مادون قرمز موجب تشدید پلاسمون سطحی روی سطح نمونه شد. الکترون های داغ تولید شده روی لایه طلا به لایه پلاتین منتقل شدند. سپس این الکترون ها عملیات کاهش پروتون های در رابطه با لایه آلی را شروع کردند. اگر الکترون ها به مراکز کاتالیزوری چارچوب های فلزی-آلی برسند، از دومین لایه نیز برای کاهش پروتون ها و بدست آوردن هیدروژن استفاده می شود.
پلاسمون، نوسانات جمعی الکترونهای رسانش فلز در هنگام عبور الکترون پر انرژی است، اگر این الکترون ها درون حجم یک فلز قرار داشته باشد به آنها پلاسمون های حجمی گفته می شود. در سال ۱۹۵۶، گروهی از پژوهشگران به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون ها در عبور از فلزات را بیان نمودند و نتیجه گرفتند که این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون های آزاد فلز می شود و آنرا پلاسمون نامید. دلیل این نامگذاری شباهت این نوسانات الکترونها با نوسان های ذرات محیط پلاسما بود.
آزمایشات نشان داده اند که ۱۰۰ سانتی متر مربع از این ماده می تواند در یک ساعت ۰.۵ لیتر هیدروژن تولید نماید. این یکی از بالاترین نرخ های ثبت شده برای مواد دو بعدی است. در این حالت، چارچوب آلی فلزی نیز بعنوان یک فیلتر عمل می کند. ناخالصی ها را تصفیه می کند و آب تصفیه شده و بدون ناخالصی را به لایه فلزی منتقل می کند. این کار بسیار مهمست برای اینکه با وجود اینکه آب زیادی روی زمین وجود دارد اما حجم زیادی از این آب حاوی نمک و یا آب آلوده است. دانشمندان امیدوارند در آینده کارایی این مواد را بهبود بخشند.
یافته های این مطالعه در مجله "ACS Applied Materials & Interfaces" انتشار یافته است.
منبع: idstore.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب