فناوری نوآورانه ژاپنی برای تولید هیدروژن

به گزارش مجله خبری نگار، با استفاده از یک فوتوکاتالیست ویژه، هدف این فناوری ارائه هیدروژن ارزان تر، فراوان‌تر و پایدارتر است و کاربرد‌های انرژی متعددی را باز می‌کند.

در حال حاضر، بیشتر هیدروژن از گاز طبیعی استخراج می‌شود و انتقال به منابع پایدارتر مانند هیدروژن از آب را به گزینه‌ای ضروری برای آینده تبدیل می‌کند.

روش جدید با انرژی خورشیدی "ساخت آسان است و در صورت دستیابی به راندمان مورد نیاز، نوید انقلابی را می‌دهد. "

این فرآیند بر اساس تقسیم آب به اکسیژن و هیدروژن با استفاده از فوتوکاتالیست‌ها است. اگرچه این ایده جدید نیست، اما اکثر کاتالیزور‌های معمولی ناکارآمد هستند و انرژی خورشیدی را به اندازه کافی به هیدروژن تبدیل نمی‌کنند.

دانشمندان ژاپنی استفاده از آنچه به عنوان سیستم "دو مرحله‌ای" شناخته می‌شود را برای بهبود کارایی انتخاب کرده‌اند. در این سیستم یک فوتوکاتالیست هیدروژن و کاتالیزور دیگر اکسیژن تولید می‌کند. این سیستم در مقایسه با سیستم یک مرحله‌ای سنتی پیشرفته‌تر و کارآمدتر است.

نویسنده اصلی این مطالعه، پروفسور کازوناری دامنه، از دانشگاه شینشو، توضیح می‌دهد: "تقسیم آب توسط فوتوکاتالیست‌ها با استفاده از نور خورشید یک تکنیک ایده آل برای تبدیل و ذخیره انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی است. " "تحولات اخیر در مواد و سیستم‌های فتوولتائیک این خوش بینی را ایجاد می‌کند که این هدف می‌تواند در آینده محقق شود. "

دکتر تاکاشی هیساتومی، یکی از نویسندگان دانشگاه شینشو، خاطرنشان کرد که "در حالی که فناوری تبدیل خورشیدی نمی‌تواند در شب یا در آب و هوای بد کار کند، ذخیره انرژی خورشیدی به عنوان انرژی شیمیایی در مواد می‌تواند آن را در هر زمان و هر مکان قابل استفاده کند. "

تیم Domaine و Hisatome با بهره برداری از یک راکتور ۱۰۰ متر مربعی (۱,۰۷۶ فوت مربع) به مدت ۳ سال پیشرفت قابل توجهی داشتند. نتایج نشان داد که این سیستم در زیر نور طبیعی خورشید بهتر از شرایط آزمایشگاهی کار می‌کند و با ۵۰ درصد راندمان تبدیل بالاتر در هنگام استفاده از محرک‌های نوری که به اشعه ماوراء بنفش پاسخ می‌دهند.

هیستامی گفت: "راندمان تبدیل خورشیدی در سیستم ما در مقایسه با شرایط آزمایشگاهی با استفاده از نور طبیعی خورشید یک و نیم برابر بیشتر بود. "

با وجود پیشرفت‌های انجام شده توسط هیئل، کارایی فعلی پایین است. راندمان در زیر نور شبیه سازی شده خورشید تنها ۱ درصد است، در حالی که در بهترین شرایط زیر نور طبیعی خورشید می‌تواند به ۵ درصد برسد.

این تیم بر نیاز به توسعه فوتوکاتالیست موثرتر و ساخت راکتور‌های بزرگتر برای دستیابی به یک تغییر عمده در این فناوری تأکید می‌کند.

دومین توضیح داد: اگر کارایی فوتوکاتالیست‌ها به سطح عملی بهبود یابد، تأثیر قابل توجهی در توسعه فناوری تولید انبوه هیدروژن و همچنین تسریع در ساخت کارخانه‌ها و توسعه قوانین مربوط به انرژی خورشیدی خواهد داشت.

این مطالعه در مجله Frontiers in Science منتشر شده است.

منبع: interesting engineering