دانشمندان با فتوسنتز مصنوعی سوخت هیدروژنی تولید کرده‌‌اند

دانشمندان با فتوسنتز مصنوعی سوخت هیدروژنی تولید کرده‌‌اند

دانشمندان در سرتاسر جهان همواره تلاش می‌کردند که فرایند فتوسنتز را در آزمایشگاه بازسازی کنند، به این امید که بتوانند فرایند تولید سوخت را تقلید نمایند. گروهی از محققان دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی بروکهاون و ویرجینیا، یک ابرمولکول جدید کشف کرده‌اند که می‌تواند این کار را به خوبی انجام دهد.

در اصل پژوهشگر ارشد این گروه چند سال قبل دو نوع از این ابرمولکول‌ها را ساخته است. هر دو ابرمولکول می‌توانند فرایندی که برای فتوسنتز نیاز است، یعنی جذب نور، جداسازی و انتقال بار الکتریکی و تسریع کردن واکنشی که برای تولید هیدوژن است، انجام دهد. گیاهان از فتوسنتز برای تبدیل دی اکسید کربن به گلوکز استفاده می‌کنند. یکی از ابرمولکول‌ها نسبت به دیگری کارایی بهتری دارد و گروه آزمایش‌هایی انجام داده تا دلیل آن را بفهمد.

هر دو ابرمولکول از چندین یون جمع کننده‌ نور روتنیم (Ru) ساخته شده‌اند. یون‌های روتنیم به یک کاتالیزور مرکزی که از رودیوم (Rh) ساخته شده است، وصل شده‌اند. یکی از ابرمولکول‌ها از شش یون Ru ساخته شده و در مدت 10 ساعت با اتصال به یک کاتالیزور، 280 مولکول هیدوژن را تولید کرده است.

ابرمولکول دیگری با سه یون Ru ساخته شده است و در مدت 4 ساعت اتصال به یک کاتالیزور تنها 40 مولکول هیدوژن تولید کرده است. گروه بعد از یک‌سری تست‌ها متوجه شد که ابرمولکول بزرگ‌تر الکترون کم‌تری دارد و این ویژگی باعث شده که بیشتر پذیرای الکترون برای فتوسنتز باشد.

با آشکار شدن این نکته پژوهشگران می‌توانند سیستم‌های مولکولی موثرتری برای فتوسنتز مصنوعی طراحی کنند. البته مدتی طول می‌کشد ولی گروه (و دیگر گروه‌های تحقیقاتی) می‌توانند از این یافته جدید برای تولید هیدوژن بیشتر استفاده کنند و از آن به عنوان سوخت استفاده نمایند.

نوشته دانشمندان با فتوسنتز مصنوعی سوخت هیدروژنی تولید کرده‌‌اند اولین بار در پدیدار شد.

تبدیل انرژی نور خورشید به سوخت پاک حالا ارزان‌‌‌تر و ساده‌تر شده است!

 

آیا با وجود آسان‌تر شدن فتوسنتز مصنوعی، نیازی به گیاهان هست؟

مدتی است دانش‌مندان موفق به تولید فتوسنتز مصنوعی شده‌اند،اما این فرآیند هنوز نامتعارف و تحقق آن در سطح وسیع دور از ذهن است. به عبارت دیگر شما تمایل ندارید گیاهان را از محیط اطراف خود حذف کنید.

اما محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا راهی برای عملی کردن این پروسه یافته‌اند. آن‌ها با توسعه و کار بر روی یک لایه اکسید منگنز، به طور موثری موفق به جذب انرژی حاصل از تابش خورشید و تسهیل فرایند تبدیل آن به هیدروژن و اکسیژن شدند. راه‌کارهای موجود برای جذب انرژی خورشید، مانند سلول‌های خورشیدی، نیاز به چند لایه دارند تا بتوانند کار خود را شروع کنند. اما روش محققان دانشگاه فلوریدا بسیار ساده‌تر و ارزان‌تر است.sb10067980c-001.jpg

فرآیند تولید ماده مورد نیاز در آزمایشگاه ممکن است زمان‌بر باشد، اما استفاده از آن در دنیای واقعی کاملا به نفع ماست. با استفاده از این فناوری، خودروهایی که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می‌کنند می‌توانند بخشی از سوخت مورد نیازشان را خودشان تامین کنند و خانه ها با استفاده از سقف‌های مخصوص، بدون نیاز به بستر گیاهی روی سقف، قادر به تولید اکسیژن مورد نیاز خود هستند.

با این وجود شما دیگر نیازی به باغ و فضای سبز نخواهید داشت و به جای آن می‌توانید از وسایل اطراف‌تان منابعی مانند اکسیژن و هیدروژن را به محیط زیست بدهید!

به هر حال، باید دید در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد و رشد سریع فناوری می‌تواند ظاهر و طبیعت سیاره ما را تحت تاثیر قرار دهد؟

نوشته تبدیل انرژی نور خورشید به سوخت پاک حالا ارزان‌‌‌تر و ساده‌تر شده است! اولین بار در -آی‌تی‌رسان پدیدار شد.