تولید هیدروژن و الکتریسیته ارزان با ابررسانای خورشیدی
وسایل نقلیه هیدروژنی به آرامی جای خود را در خیابان ها باز می کنند، اگرچه هیدروژن یک منبع سوخت پاک و فراوان است، اما فقدان زیرساخت های تولید مناسب و مشکلات حمل و نقل آن کار را با مشکلاتی روبرو کرده است. برای حل این مشکل دانشگاه لس آنجلس کالیفرنیا (UCLA) نوعی ابررسانای خورشیدی تولید کرده است که می تواند از نور خورشید برای تولید هیدروژن و الکتریسیته استفاده کند.
دستگاهی که دانشگاه UCLA ساخته است در واقع یک واحد هیبریدی است، ترکیبی از یک ابررایانه با یک سلول سوختی هیدروژنی که تمام انرژی مورد نیاز خود را از نور خورشید می گیرد. در این دستگاه، در کنار الکترودهای مثبت و منفی، یک الکترود سومی هم وجود دارد که میتواند انرژی الکتریسیته را ذخیره کند یا از آن برای تقسیم مولکول آب به اتم های هیدروژن و اکسیژن – فرایند الکترولیز آب – استفاده کند.
برای ساختن الکترودهای که کارایی بالایی داشته باشند، الکترود ها را در اندازه نانو تولید کردند تا بتوانند بیشترین سطح تماس با مولکول های آب را داشته باشد، این کار باعث افزایش مقدار هیدروژنی می شود که سیستم می تواند تولید کند، همچنین مقدار انرژی الکتریکی تولید شده هم افزایش می یابد.
همانطور که می دانید هیدروژن آلایندگی بسیار ناچیزی برای محیط زیست دارد، اما تولید آن در مقیاس تجاری به راحتی ممکن نیست. اغلب برای تولید هیدروژن از تبدیل گاز طبیعی استفاده می شود که نه تنها موجب انتشار دی اکسید کربن بسیاری می شود بلکه هزینه تولید را نیز افزایش می دهد. استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید می تواند به حل هر دو مشکل تولید هیدروژن بیانجامد. همچنین دستگاهی که دانشگاه UCLA ساخته است از موادی مانند نیکل، آهن و کبالت برای تولید هیدروژن استفاده کند که بسیار فراوان و ارزانتر از از فلزات گرانبهایی مانند پلاتین می باشد که در حال حاضر برای تولید هیدروژن از آن استفاده می شود.
هیدروژن بهترین جایگزین سوخت برای وسایل نقلیه است زیرا از سوختن آن تنها آب تولید می شود!
سیستم جدید همچنین می تواند به حل برخی از مشکلاتی که به صورت طبیعی برای تامین سوخت مورد نیاز اتومبیل ها در مناطق دور دست وجود دارد فائق بیاید. زیرا برای تولید هیدروژن تنها به آب و نور خورشید نیاز است که تقریباً همه جا پیدا می شود.
این تحقیق در مجله Energy Storage Materials منتشر شده است.
منبع: UCLA