اقتصاد دانش بنیان

روشی نو برای تولید سوخت هیدروژنی از آب دریا

پيدا کردن راهي براي توليد هيدروژن از آب که از نظر هزينه انرژي و سرمايه مانند روشهاي موجود سرسامآور نباشد، ميتواند به طور قابل توجهي وابستگي ما به سوختهاي فسيلي را کاهش دهد. حال نوع جديدي از نانومواد که بهتازگي توليد شدهاند، قادرند هيدروژن را از آب دريا با هزينه تمامشده کمتر و کارآمدي بيشتر نسبت به روشهاي موجود به دست آورند. اين روش نوين ميتواند دروازه‌ هاي جديدي را به سوي يکي از پايدارترين منابع انرژي به روي ما باز کند.

حاصل يک دهه مطالعه
تيم ابداعکننده اين روش از دانشگاه فلوريداي مرکزي همچنين معتقدند که اين روش استخراج جديد، بهويژه براي کشور خودشان امريکا، به دليلي فراواني آفتاب و آب دريا، دو عنصر طبيعي که کل پروسه را تشکيل ميدهند و ساير کشورها با شرايط مشابه بسيار مناسب خواهد بود. يانگ يانگ، محقق ارشد اين پروژه که براي يکدهه روي اينگونه فناوريها کار کرده است، ميگويد: «ما دريچهاي جديد براي شکافت آب واقعي و نهفقط آب تصفيهشده در يک آزمايشگاه باز کردهايم که از طي يک دهه کار روي اين نوع تکنولوژي به دست آمده است. اين شيوه واقعا در آب دريا بهخوبي کار ميکند.»
يک سلول سوختي هيدروژن در ماشين خود قرار دهيد و بعد از اين تنها ماده زائدي که ماشينتان توليد خواهد کرد، آب است که آن هم در واقع چندان زائد نيست و ميتواند در چرخهاي دوباره به هيدروژن و اکسيژن تبديل شود. بنابراين استفاده از اين شيوه براي تامين انرژي واقعا پايدار و پاک است.

يک تير و دو نشان
بزرگترين مشکل موجود، توليد هيدروژن (از آب يا هر منبع ديگري) با روشي مقرون به صرفه است که نهتنها انرژي بيشتري مصرف نکند، بلکه کربني بيش از آنچه که ذخيره ميکند نيز توليد نکند. دستيابي به شيوهاي با اين مختصات معمايي است که تيمهاي بزرگي از دانشمندان در سراسر جهان در حال تلاش براي حل آن هستند.در راستاي همين تلاشها دانشمندان پيش از اين نيز روشهاي مختلف استخراج هيدروژن از آب دريا را مورد بررسي قرار داده بودند، بنابراين اين روش پيشتر نيز قابل انجام بود، اما انرژي الکتريکي مورد نياز براي انجام آن بسيار زياد بود. همچنين ويژگيهاي خاص آب درياها و اقيانوسها، از جمله حجم بالاي نمک در آنها، باعث ميشود که اين فرايند به شکل خاصي پيچيده شود. براي اين مطالعه يانگ و تيمش نانومواد جديدي را توسعه دادند که به عنوان يک فوتوکاتاليزور عمل ميکند و موجب تشديد واکنش شيميايي ميشود که در اثر برخورد نور به يک سطح رخ ميدهد: در اين مورد توليد گاز هيدروژن از آب است. نکته مهم اين است که نانومواد نسبت به ساير مواد، طيف وسيعي از نور را از جذب ميکنند، بنابراين ميتوانند به ميزان بيشتري از انرژي خورشيد استفاده کنند. همچنين اين مواد به گونهاي خاص طراحي شدهاند تا براي مقاومت در شرايط سخت آب دريا مناسب باشند. ماده ترکيبي بر پايه دياکسيد تيتانيوم که شايعترين فوتوکاتاليزور است ساخته شده، اما با اين تفاوت از نمونه‌ هاي پيشين که سطح آن با نانوذرات ميکروسکوپي که با ترکيباتي به نام ديسولفيد موليبدن پوشش داده شدهاند، مورد محافظت قرار ميگيرد. اين همان فرمول جادويي است که باعث ميشود آزادسازي هيدروژن بسيار کارآمدتر و با هزينه معقولتري ممکن شود. محققان ميگويند اين فرمول جديد حداقل دو برابر کارآمدتر از فوتوکاتاليزورهايي است که در حال حاضر مورد استفاده قرار ميگيرند. هنوز تا بهرهبرداري کامل و انبوه از اين فناوري و تبديل آن به منبع سوخت هيدروژن براي ما راه زيادي مانده است؛ ولي آزمايشهاي اوليه انجامشده از سوي محققان نشان ميدهد نتايج اميدوارکنندهاي در پيش رو است. اين روش همچنين امتياز مثبت ديگري علاوه بر آنچه که گفته شد دارد. با استفاده مستقيم از نور خورشيد به جاي استفاده از برق برآمده از پانلهاي خورشيدي، ديگر نيازي به ذخيره برق در باتريها نيست. گاز هيدروژن ميتواند به جاي آن ذخيره و حمل شود که انجام آن فرايندي سادهتر است. يانگ ميگويد: «ما با اين روش نسبت به استفاده از مواد معمولي قادريم انرژي خورشيدي بيشتري را از نور جذب کنيم. روشي که در نهايت اگر تجاري شود، براي اقتصاد فلوريدا مفيد خواهد بود.»

منبع: مجله دانش بنیان