محققان دانشگاه استنفورد با استفاده از لایه نازک‌های نانومقیاس موفق به ارائه روشی برای تولید سوخت هیدروژنی ارزان شدند که انتشار گاز دی‌اکسیدکربن در این سوخت بسیار کم است.
به گزارش دیده بان علم ایران سال‌هاست که دانشمندان به دنبال جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی هستند، در این میان هیدروژن به عنوان یک گزینه بسیار کم‌رنگ شناخته شده‌است که دلیل آن فقدان ایستگاه‌هایی است که بتواند بدون انتشار گاز دی‌اکسیدکربن، سوخت هیدروژنی تولید کند.
یی چوی از محققان این پروژه می‌گوید: « در صورتی که بتوان فرآیندی ارزان و ساده برای تولید هیدروژن داشت، میلیون‌ها خودرو با استفاده از سوخت پاک هیدروژنی کار خواهند کرد.»
برای رسیدن به این هدف، محققان از سلول‌های فتوولتائیک برای شکافتن مولکول آب استفاده کردند. زمانی که نور به الکترود تابیده می‌شود، جریان الکتریکی تولید شده و از آن برای شکافتن آب استفاده می‌شود و در نهایت هیدروژن و اکسیژن تولید می‌شود. الکترودهای فعلی از جنس سیلیکون بوده و در اثر قرار گرفتن در معرض اکسیژن به سرعت از بین می‌رود.
این گروه تحقیقاتی از وانادات بیسموت که ماده ارزان قیمتی است برای جذب نور خورشید استفاده کردند. البته پیش از این هم تلاش‌هایی برای استفاده از این ماده صورت گرفته است اما به دلیل کارایی پایین، ناموفق بوده است.
در این پروژه محققان از وانادات بیسموت با ضخامت کمتر از ۲۰۰ نانومتر استفاده کردند. این الکترود که شفاف است می‌تواند از نور مرئی برای تولید الکتریسیته استفاده کند به طوری که نور از آن عبور کرده و به سل می‌رسد. برای به دام انداختن نور خورشید، چوی و همکارانش از آرایه‌هایی از جنس نانومخروط‌های سیلیکونی استفاده کردند که هر یک ارتفاعی در حد ۶۰۰ نانومتر دارند.
چیو می‌گوید: « ساختارهای نانومخروطی دارای قابلیت‌های بالایی در به دام انداختن نور دارند و قادراند طول موج‌های مختلف نور را گیراندازی کنند. هر مخروط دارای ساختاری بهینه شده است تا نور خورشید را به سادگی به دام اندازد.»
این آرایه‌های نانومخروطی روی سطح لایه‌نازک وانادات بیسموت قرار داده شد و هر دو لایه روی سل پروسکیتی قرار گرفت.
زمانی که این ساختار در آب قرار داده شود، می‌تواند مولکول‌های آن را شکافته و هیدروژن تولید کند.
انتهای پیام