یک لیوان آب بریزید و به آن نگاه کنید. این آب حاوی منبع فراوان سوخت یعنی هیدروژن است. بر خلاف محصولات انرژی بر پایه بنزین، هیدروژن تمیز می سوزد. خیلی خوب به نظر می رسد که درست باشد؟ دانشمندان ژاپنی با استفاده از کاتالیزورهای سبک و با طراحی دقیق آب را با موفقیت به هیدروژن و اکسیژن تقسیم کردند و این کار را با حداکثر کارایی انجام دادند به این معنی که تقریباً هیچ تلفات و واکنش های جانبی ناخواسته ای وجود نداشت. این آخرین پیشرفت در تولید هیدروژن خورشیدی، احتمال تولید هیدروژن مقرونبهصرفه و مقرونبهصرفه را بیش از حد محتمل میسازد و راه را برای بشریت هموار میکند تا به سمت انرژی پاک سوئیچ کند.
تقسیم آب با استفاده از کاتالیزورها و نور خورشید، به نام فوتوکاتالیز، روشی امیدوارکننده برای دستیابی به تولید هیدروژن خورشیدی برای دههها بوده است. با این حال، بیشتر تلاشهای قبلی تنها بازده کوانتومی خارجی کمتر از حدود 50 درصد را نشان میدهند که نشاندهنده مشکل در طراحی کاتالیست کارآمد برای استفاده در دنیای واقعی است. کاتالیزور باید بهتر طراحی شود تا هر فوتون جذب شده از منبع نور برای تولید هیدروژن استفاده شود. کلید بهبود کارایی، قرار دادن استراتژیک کاتالیزورها{1}}و جلوگیری از نقص در نیمه هادی بود.
منتشر شده در شماره 27 مه Nature، Tsuyoshi Takata از دانشگاه Shinshu و همکاران. با استفاده از استرانسیوم تیتانات آلومینیم-به عنوان فوتوکاتالیست، که خواص آن به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته و در نتیجه به بهترین شکل شناخته شده است، مرزهای جدیدی را در تولید برق شکست. آنها کاتالیزورهای کو-رودیوم را برای هیدروژن با اکسید کروم، و کبالت{3}}اکسید را برای اکسیژن انتخاب میکنند، با تنظیم دقیق-آنها برای شرکت در واکنشهای دلخواه. این روش این امکان را فراهم می کند که واکنش بدون تلفات نوترکیبی باشد.
این یافته های جدید درها را برای دستیابی به تولید هیدروژن خورشیدی مقیاس پذیر و مقرون به صرفه باز می کند. استراتژیهای طراحی آنها در کاهش عیوبی که منجر به کارایی تقریباً کامل میشوند، موفق شدند و دانش بهدستآمده در مواد دیگر با جذب نور مرئی شدید اعمال خواهد شد. هنوز کار بیشتری لازم است تا بتوانیم خودروهای خود را بر روی هیدروژن کار کنیم، زیرا این مطالعه بر استفاده از نور فرابنفش متمرکز شده است و نور مرئی فراوان از خورشید استفاده نشده باقی مانده است. با این حال، این پیشرفت بزرگ باعث شده است که این امکان دیگر چندان خوب نباشد که واقعیت داشته باشد، اما در تئوری، فقط موضوع زمان است. امیدواریم دانشمندان، محققان و مهندسان را تشویق کند تا در این زمینه مشارکت کنند و استفاده از نیروی هیدروژن خورشیدی را بسیار نزدیکتر کند.
