آيا آب سوخت آينده خواهد بود؟
محققان با کمک يک دستگاه جديد، ميتوانند از آب بهعنوان يک منبع سوخت پاک استفاده کنند. هيدروژن موجود در آب منبع اصلي اين سوخت است.
آب بهزودي سوخت مورد نياز وسايل محبوب شما را تأمين خواهد کرد؛ بر اساس مطالعهی منتشر شده در مجلهی آکادمی ملی علوم، محققان يک سيستم جديد پرسرعت براي يافتن موادی ساختهاند که قابليت استفادهی بالقوه در توليد سوختهای خورشيدی دارند.
سوختهای خورشيدی يک منبع انرژی کاملاً تجديدپذير هستند که از ترکيب نور خورشيد، آب و دی اکسيد کربن حاصل ميشوند. اين سوخت با استفاده از چيزی توليد ميشود که اساساً يک فتوسنتز مصنوعی است و نتيجهی آن ميتواند جايگزيني برای نفت، زغالسنگ و ساير سوختهای فسيلی باشد.
اين روش بسيار ساده است؛ اما علم برای برآورده ساختن رؤيای هر انسان علاقهمند به انرژي پاک، نيازمند يافتن راهی برای نور به منظور شکستن اتمهای آب و ايزوله کردن بخشی از آن برای استفاده بهعنوان منبع انرژی است. هر مولکول آب دارای يک اتم اکسيژن و دو اتم هيدروژن است. هيدروژن خالص بسيار اشتعالپذير و فاقد آلايندگي است؛ از اين رو سوختی عالی محسوب ميشود.
اما اين فرآيند نيز کمی پيچيده است؛ زيرا آب در زمان تابش نور خورشيد، خودبهخود شکسته نميشود (اگر چنين اتفاقی رخ ميداد، تعداد اقيانوسهای ما بهمراتب کمتر ميبود). برای شکستن مولکول آب، نياز به يک کاتاليست با انرژی خورشيدی است. محققان موسسهی تکنولوژی کاليفرنيا و آزمايشگاه ملی لاورنس برکلی در حال آزمايش گزينههای ممکن برای يافتن آن کاتاليست هستند.
جان گريگور، نويسندهی ارشد اين مقاله اعلام کرد:
ما برای هر فناوری که جامعهی ما به دنبال ساخت آن است، همواره به مواد جديد نياز داريم. ما ميدانيم که به دنبال چه موادی برای کار کردن هستيم؛ اما فهميدن اينکه چه موادي آن ويژگی ها را به ما ميدهند، دشوار است.
محققان در حال تلاش براي شناسايی يک مادهی ارزان و کارآمد - موسوم به فتو آنُد (آند يک سلول فتوالکتريکی)- بهعنوان کاتاليست در بلندمدت هستند. دانشمندان در چهار دههی گذشته تنها ۱۶ ماده را شناسايی کردهاند. بهعلاوه، به دليل کمبود اين طيف از مواد که بسيار هم گران قيمت هستند و بهاندازهی کافی نور خورشيد برای يک واکنش جذب نميکنند، به نظر ميرسيد دانشمندان تقريباً به بنبست رسيده بودند.
اما يک سيستم جديد که در اين مطالعه به نام متد high-throughput شناخته ميشود، ۱۲ فتو آند جديد را تنها در دو سال کشف کرده است. هرچه اين مواد زودتر شناسايی شوند، سريعتر آزمايش خواهند شد و ما به توليد يک منبع انرژي تجديدپذير نزديکتر خواهيم شد.
گريگور در بيانيهاي اعلام کرد:
ترکيب علوم تئوري و عملی طرحی براي اجرای تحقيقات در يک دنيای بهشدت چند رشتهای (رشتههای مختلف علمی) است. يافتن ۱۲ فتو آند جديد برای ساخت سلولهای خورشيدی شگفتانگيز است؛ اما حتی تلاش بيشتر برای به دست آوردن مواد جديدتر در دستور کار ما قرار دارد.
