تولید برق از آب دریا

محققان از نور خورشید برای تبدیل آب (H2O) به هیدروژن پراکسید (H2O2) استفاده کرده‌اند. این ماده می‌تواند در سلول‌های سوختی برای تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار بگیرد.

کد خبر: ۵۹۱۶۰۵

تاریخ: ۰۳ خرداد ۱۳۹۵ - ۱۶:۰۳

به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه اوزاکا روش جدیدی برای تولید هیدروژن پراکسید از آب دریا ارائه داده‌اند. مقاله مربوط به این روش به تازگی در مجله Nature Communications به چاپ رسیده است.

این اولین روش فتوکاتالیستی است که برای تولید H2O2 به کار گرفته شده و کارایی آن به اندازه‌ای است که می‌تواند برای تولید H2O2 به منظور استفاده در سلول سوختی مورد توجه قرار بگیرد.

فراوان‌ترین منبع موجود در زمین آب دریا است و در این روش از این منبع فراوان برای تولید یک سوخت خورشیدی یعنی H2O2 استفاده می‌شود.

مهم ترین فایده این فرآیند استفاده از H2O2 مایع به جای هیدروژن (H2) گازی است . این گاز در بیشتر سلول‌های سوختی امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ذخیره اشکال مایع هیدروژن در تراکم‌های بالاتر امکان پذیر بوده و روش ساده‌تری نیز محسوب می‌شود. معمولا گاز H2 باید به شدت فشرده شده یا در موارد خاص سرد شود تا در دمای برودتی به حالت مایع درآید. در عوض H2O2 مایع می‌تواند در تراکم‌های بالا با سادگی و ایمنی بیشتری ذخیره و تبدیل شود، اما تا پیش از این هیچ روش فوتوکاتالیستی کارآمدی برای تولید H2O2 مایع وجود نداشت. راه‌هایی برای تولید H2O2 وجود دارد اما در این روش‌ها از نور خورشید استفاده نمی‌شود لذا این روش‌ها به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارند و عملا فاقد کارایی لازم هستند.

در مطالعه جدید محققان سلول فوتوالکتروشیمیایی جدیدی ساخته‌اند که اساسا یک سلول خورشیدی است که H2O2 تولید می‌کند. وقتی نور خورشید فوتوکاتالیست را روشن می‌کند، فوتوکاتالیست فوتون‌های نوری را جذب کرده و از انرژی آن‌ها برای به راه اندازی واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌کند ( اکسیداسیون آب دریا و کاهش O2) و نهایتا H2O2 تولید می‌کند.

بعد از این که سلول به مدت 24 ساعت در معرض نور خورشید قرار بگیرد غلظت H2O2 در آب دریا به حدود 48 mM می‌رسد که بسیار بالاتر از مقادیری است که در آزمایش‌ها و روش‌های قبلی به دست آمده است- یعنی 2 mM در آب خالص. محققان دریافتند که کلرین‌های موجود در آب دریا که بار منفی دارند اصلی‌ترین دلیل افزایش فعالیت فوتوکاتالیکی بوده و در نهایت باعث افزایش غلظت H2O2 تولید شده می‌شوند.