توسعه خودرو‌هایی که با هیدروژن کار می‌کنند با فناوری نانو
توسعه خودرو‌هایی که با هیدروژن کار می‌کنند با فناوری نانو
هیدروژن توسط بسیاری از کشورهای سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD) به‌عنوان یک بازیگر اصلی در حرکت به سوی صنایع و بخش‌های بدون آلودگی کربن در نظر گرفته شده است.
با کمک نانومواد با عملکرد بالا، می‌توان بهره‌وری شکستن مولکول آب را برای تولید هیدروژن افزایش داد.
این سوخت «تمیز»، برای کاهش انتشار گاز گلخانه‌ای در بخش حمل و نقل عمومی می‌تواند موثر باشد.
سوخت هیدروژنی در حال حاضر در چندین کشور اروپایی و چین در حال بهره‌برداری است.
اتوبوس‌های مجهز به این فناوری، به جای گازهای گلخانه‌ای آب تولید می‌کنند.
مدت‌هاست که شکستن مولکول‌های آب به اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز انجام می‌شود.
با این حال، الکترولیزرهای صنعتی بسیار انرژی مصرف می‌کنند و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلانی دارند.
محققان INRS و ICPEES از فتوسنتز الهام گرفتند.
آنها الکترودهای مهندسی شده خاصی را تولید کرده‌اند که مولکول‌های آب را در زیر نور خورشید می‌شکنند.
این گروه تحقیقاتی برای استفاده بیشتر از انرژی خورشیدی، TiO۲ را انتخاب کردند که نیمه‌هادی است و به حساسیت به نور در برابر اشعه ماورا بنفش مشهور است.
پرتوهای فرابفنش تنها ۵ درصد از تابش خورشید را تشکیل می‌دهند.
این تیم با استفاده از تخصص خود ابتدا ترکیب اتمی TiO۲ را تغییر داده و حساسیت به نور آن را به نور مرئی افزایش داده‌اند.
آنها توانستند الکترودهایی تولید کنند که بتواند تا ۵۰ درصد از نور خورشید را جذب کند.
محققان سپس با دستکاری ساختار الکترود در مقیاس‌نانو، شبکه‌ای از نانولوله‌های TiO۲ را تشکیل دادند که ساختاری شبیه کندوی عسل دارد.
این روش سطح موثر الکترود را با ضریب ۱۰۰۰۰۰ یا بیشتر افزایش داد.
ساختار نانو نسبت سطح به حجم ماده را به حداکثر می‌رساند.
به‌عنوان مثال، نانوساختارهای TiO۲ می‌توانند مساحت حداکثر ۵۰ مترمربع در گرم را ارائه دهند.
یعنی یک گرم از این ماده مساحتی در حد یک آپارتمان کوچک داشته باشد.
مرحله آخر توسعه این الکترود «نانو دکوراسیون» آن‌هاست.
این فرآیند شامل رسوب نانوذرات کاتالیزور روی شبکه نانولوله TiO۲ است تا کارایی تولید هیدروژن افزایش یابد.
محققان برای نانو دکوراسیون، از روش رسوب فرسایشی لیزر استفاده کردند، زمینه‌ای که الخاکانی در ۲۵ سال گذشته در آن مهارت کسب کرده است.
با این کار نه تنها چالش کنترل اندازه، پراکندگی و نشست نانوذرات کاتالیست روی ماتریس نانولوله TiO۲ حل شد، بلکه گزینه‌های دیگری برای کاتالیزورهای کلاسیک ایریدیوم و پلاتین پیدا شد.
گردآوری:کیوسک نانو
مطالب زیر را حتما بخوانید:
قوانین ارسال دیدگاه در سایت