کشف کاتالیست جدید برای شکافت اتمهای آب
فیزیکدانان دانشگاه هیوستون توانستند کاتالیست جدیدی به دست بیاورند که از طریق آن بتوانند مولکول آب را به اتمهای هیدروژن و اکسیژن بشکنند.
به گزارش «انرژی امروز» به نقل از ساینس دیلی، این کاتالیست جدید به وفور یافت میشود، هزینه کمی دارد و بهتر از کاتالیستهای پیشین عمل میکند. این کاتالیست میتواند یکی از مشکلات بزرگ در خصوص تولید هیدروژن از آب به عنوان یک منبع انرژی پاک را حل کند.
محققان این طرح میگویند، هیدورژن یک منبع انرژی بسیار با ارزش در دنیاست. و آب یکی از منابع فراوان هیدروژن است. و این امر زمانی محقق میشود که بتوان باندهای قوی هیدورژن را از آب جدا کرد.
آنها میگویند توانستند کاتالیستی بسیار کارآمد اما ارزانتر از کاتالیتهای گذشته بیابند.
این کاتالیست ترکیبی از فروس متافسفات در سطح رسانای کف نیکل است که از نظر قیمت بسیار کمتر و از نظر کاربرد بسیار موثرتر از دیگر کاتالیستها عمل میکند. این کاتالیست پایداری بیشتری دارد بیش از 20 ساعت در 10 هزار سیکل آزمایش توانست دوام بیاورد. بقیه کاتالیستها فقط یک تا دو ساعت دوام دارند.
هر چند از نظر تئوری جداسازی هیدروژن و اکسیژن آب ساده است اما در عمل فرآیندی بسیار پیچیده و نیازمند دو واکنش جداگانه است. یک واکنش تکاملی هیدورژن و یک واکنش تکاملی اکسیژن، که هر کدام از این دو واکنش نیازمند یک الکترود جداگانه هستند.
درحالی که هیدروژن یک ترکیب بسیار ارزشمند است، نمیتوان بدون تولید اکسیژن آن را تولید کرد.
هیدورژن مزایای بسیاری دارد. هیدروژن تولیدی از طریق فرایند الکتروشیمیایی الکترولیز آب یک منبع پاک و پایدار انرژی و جایگزینی مناسب برای سوختهای فسیلی است که میتواند تقاضای جهانی انرژی را برآورده سازد. در این فرآیند آب یک منبع پایه برای تولید انرژی و یک محصول جنبی حاصل از مصرف آن است.
اما مزیت دیگر هیدورژن این است که برخلاف انرژیهایی مثل باد یا خورشید، ذخیره سازی آن بسیار آسانتر است. امروزه هیدورژن بسیاری از طریق بهبود بخار متان و گازدهی زغال سنگ به دست میآید که هر دوی این روشها میتواند باعث افزایش ردپای کربن سوخت شوند هرچند سوزاندن خود هیدروژن یک سوخت پاک ماست.
واکنش تکامل اکسیژن در یک الکتروکاتالیستی انجام میگیرد که از فلزات گرانبهایی چون ایریدیم، پلاتینیم و روتنیم استفاده میکند. این فلزات گران هستند و به آسان در دسترس نیستند.
در این تحقیق دانشمندان توانستند به یک التروکاتالیست بسیار پایدار و فعال بر پایه یک عنصر بسیار فراوان در زمین دست یابند که بسیار بهتر از فلزات گرانبهای فوق عمل میکند. این کشف میتواند تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب بسیار اقتصادیتر کند.
شکافت مولکولهای آب را میتوان از طریق جریان الکتریسیته یا الکتروکاتالیز با استفاده از برق خورشیدی انجام داد.
چون آب بخش کوچکی از طیف نور را جذب میکند، شکافت مولکول آب با استفاده مستقیم از نور خورشید ناکارمد خواهد بود. اما اگر از خورشید به عنوان منبع تامین برق برای شکافت مولکول آب استفاده شود موثرتر خواهد بود.
