صناعة

وقود هيدروجين جديد ممكن عن طريق تقسيم جزيئات الماء بأسلاك نانوية

وقود هيدروجين جديد ممكن عن طريق تقسيم جزيئات الماء بأسلاك نانوية


أسلاك نانو مطلية ببلورات صغيرة (النقاط الكمية) [مصدر الصورة:كريستوفر ميلفيل / Phys.org]

يعمل العلماء حاليًا على تطوير تقنية باستخدام الأسلاك النانوية والبلورات التي لديها القدرة على تقسيم الماء إلى مكوناته.

يمكن أن يأتي هذا "الحل النهائي" للطاقة النظيفة من الجمع بين البلورات ، المسماة بالنقاط الكمومية ، إلى الأسلاك الصغيرة. تسعى التكنولوجيا إلى تقسيم الماء إلى أكسجين ووقود هيدروجين. يمكن لهذا الوقود أن يطلق طاقة نظيفة جديدة للسيارات والقوارب وأنماط العبور الأخرى التي تعتمد على الغاز.

قال الدكتور ديفيد واتسون ، أحد الباحثين الرئيسيين في المشروع بجامعة بوفالو: "يُنظر إلى الهيدروجين على أنه مصدر مهم للطاقة الخضراء لأنه يولد الماء باعتباره المنتج الثانوي الوحيد عند حرقه" "المواد الهجينة التي نطورها لديها القدرة على دعم الإنتاج الرخيص والفعال لغاز الهيدروجين."

يوفر مزيج البلورات والأسلاك محفزًا يمتص طاقة الشمس ويبدأ تفاعلًا يقسم الماء إلى مكوناته الرئيسية - الأكسجين والهيدروجين. تسمح طاقة الشمس للإلكترون بالتحرر من المدار ، تاركًا وراءه ثقبًا ، أو بقعة يجب أن يتواجد فيها الإلكترون. يجب أن يكون الإلكترون والثقب قادرين على بدء تفاعل كيميائي متعدد الخطوات لتحويل الماء إلى أكسجين وهيدروجين.

حتى الآن ، تمكن العلماء من إثبات أن مادتهم يمكن أن تخلق بشكل فعال وتفصل إلكترونًا وثقبًا. ومع ذلك ، فإن فريق الباحثين لم يثبت بعد أن الثقب الذي قاموا بإنشائه يمكن استخدامه بكفاءة لتقسيم المياه.

ومع ذلك ، حصل المشروع على دعم من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) التي تقدم ما يقرب من مليوني دولار أمريكي في شكل منح لتمويل المبادرة.

إذا نجح المشروع ، فقد يعني ذلك جيلًا جديدًا من إنتاج الطاقة. قال Sarbajit Banerjee ، دكتوراه ، أستاذ الكيمياء في جامعة تكساس إيه آند إم:

"نحاول تجميع بعض الآلات المعقدة إلى حد ما لتقليد عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات ، والتي تستخدم ضوء الشمس لتقسيم المياه وتوليد الطاقة. سيتم بناء الآلات من هذه الأسلاك النانوية وكتل النقاط الكمومية ، باستخدامها تقريبًا مثل LEGO. الحسابات التي أجريت على سوف ترشدنا أجهزة الكمبيوتر العملاقة إلى كيفية تجميع هذه الكتل معًا بسرعة ".

في الوقت الحالي ، يتطلب تقسيم الماء إلى عناصره طاقة أكثر مما يمكن أن ينتج ، كما هو محدد من خلال قانون الحفاظ على الطاقة. ومع ذلك ، فإن استخدام الشمس لإدخال الطاقة الإضافية اللازمة لتقسيم الجزيئات (تمامًا مثل التمثيل الضوئي الجديد) يمكن أن يصبح الخطوة الثورية التالية نحو الطاقة الخضراء.

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: انها طاقة المستقبل كيف احول الماء الى وقود