Photocatalyst המסוגל לחלק מים למימן וחמצן ביעילות קוונטית של כמעט 100%

מדענים חילקו בהצלחה מים למימן וחמצן באמצעות זרזים קלים ומעוצבים בקפדנות, והם עשו זאת ביעילות מירבית, כלומר כמעט ולא היו הפסדים או תגובות לוואי לא רצויות.

לשפוך לעצמך כוס מים ולהסתכל. מים אלה מכילים מקור בשפע של דלק, מימן. מימן שורף נקי בשונה ממוצרי אנרגיה מבוססי נפט. זה נשמע טוב מכדי להיות אמיתי? מדענים יפנים הצליחו לחלק מים למימן וחמצן באמצעות זרזים קלים ומעוצבים בקפידה, והם עשו זאת ביעילות מירבית, כלומר כמעט ולא היו הפסדים או תגובות לוואי לא רצויות.

התקדמות אחרונה זו בייצור מימן סולארי הופכת את ייצור המימן למדרג ובר-קיימא מבחינה כלכלית ליותר סביר, וסוללת את הדרך לאנושות לבצע את המעבר לאנרגיה נקייה.

הפרדת המים על ידי זרזים ואור השמש, המכונים פוטו-קטליזה, הייתה שיטה מבטיחה להשיג ייצור מימן סולארי מזה עשרות שנים. עם זאת, מרבית הניסיונות הקודמים השיגו רק יעילות קוונטית חיצונית של פחות מ- 50%, המייצגת את הקושי בעיצוב זרז יעיל לשימוש בעולם האמיתי. היה צריך לתכנן טוב יותר את הזרז כך שכל פוטון שנספג ממקור האור שימש לייצור מימן. המפתח לשיפור היעילות היה המיקום האסטרטגי של הקולטליזטורים ומניעת פגמים במוליכים למחצה.

פורסם בגיליון הטבע של הטבע במאי 27, צוויושי טקאטה מאוניברסיטת שינשו ואחרים שברו גבולות חדשים בייצור אנרגיה על ידי שימוש בסטרונטיום טיטנט אלומיניום מסומם ככוח פוטו-קטליסט, אשר תכונותיו נחקרו רבות ועל ידי לכן הכי מובן. הם בוחרים ברודיום למימן כזרזים משותפים עם תחמוצת כרום ותחמוצת קובלט לחמצן, ומכוונים אותם להיות מוקדשים רק לתגובות הרצויות. שיטה זו אפשרה לתגובה אין הפסדי קומבינציה.

ממצאים חדשים אלה פותחים את הדלתות לייצור מימן סולארי בר-קיימא וניתן להרחבה. אסטרטגיות העיצוב שלהם הצליחו להפחית פגמים שמובילים ליעילות כמעט מושלמת, והתובנות שנצברו יופעלו על חומרים אחרים עם ספיגת אור חזקה. עוד עבודה נדרשת לפני שנוכל להפעיל את מכוניותינו על מימן, מכיוון שמחקר זה התמקד בשימוש באור אולטרה סגול והאור הנראה בשמש מהשמש הושאר ללא שימוש.

עם זאת, פריצת דרך זו גרמה לכך שהאפשרות הזו כבר לא טובה מכדי להיות אמיתית, אך בתיאוריה, זה רק עניין של זמן. יש לקוות שזה יעודד מדענים, חוקרים ומהנדסים להסתבך בתחום זה, ולקרב את השימוש באנרגיה סולארית מימן להרבה יותר.

מידע נוסף: www.nature.com

מומלץ

מאפיינים, יתרונות ושימושים של חומץ תפוחים
אבוקדו: איך לשתול את בורו?
מאפיינים, יתרונות ושימושים של עלי דפנה