تا حالا فکر کردی چقدر باحال میشه اگه بتونیم از آب دریا بهجای آب شیرین واسه تولید هیدروژن استفاده کنیم؟ خب، یه تیم خفن از دانشمندای کرهای تو “مؤسسه علم مواد کره” (KIMS) انگار واقعاً تونستن این رؤیا رو نزدیکتر کنن!
مشکل اصلی تولید هیدروژن از آب دریا، همون یونهای کلریدش هستن. یون کلرید همون ترکیبیه که آب دریا رو شور میکنه و متأسفانه باعث خورده شدن الکترودها (اون قطعات فلزی که برق ازشون رد میشه و کل واکنش رو انجام میدن) میشه؛ واقعاً کلافهکننده! تا الان همه بیشتر سراغ آب شیرین میرفتن که هم گرونه، هم به راحتی دست همه نیست.
حالا دانشمندای KIMS یه راه حل جالب پیدا کردن! اونا از یه “نانوماده دوبعدی” به اسم “MXene” استفاده کردن. اینکه دوبعدی میگم یعنی مثل یه ورق نازک و باحال از جنس فلز با کربن یا نیتروژن. این MXene خیلی رساناست اما زودتر از چیزی که فکرش رو بکنی خودش اکسید میشه و خراب میشه. ولی اون دانشمندا با یه فکر بکر این نقطهضعف رو تبدیل به نقطه قوت کردن!
چی کار کردن؟ اومدن MXene رو عمداً اکسید کردن و با “نیکل فریت” (NiFe₂O₄) – که یه جور ماده مغناطیسی و مقاومه – قاطی کردن. برای این کار هم از “آسیاب گلولهای با انرژی بالا” استفاده کردن. این دستگاه تقریباً مثل یه میکسر خیلی قوی کار میکنه که باعث میشه مواد خیلی خوب با هم قاطی و ترکیب بشن.
نتیجه کارشون واقعاً چشمگیر بوده: جریان الکتریکی (یعنی مقدار برقی که ازش رد میشه و نشوندهنده عملکردشه) تو این کاتالیزور تقریباً پنج برابر بیشتر از کاتالیزورهای معمولیه! طول عمرش هم حداقل دوبرابر شده و نکته مهمتر اینکه اصلاً خیلی قوی جلوی ورود یون کلرید مقاومت میکنه؛ یعنی دیگه الکترودها اینقدر زود خورده نمیشن.
این موفقیت فقط تو آزمایشگاه نبود. اونا این کاتالیزور رو توی یه سلول واقعی الکترولیز (یعنی دستگاه عملی تولید هیدروژن) هم امتحان کردن و جواب داد. دکتر جوچان یانگ، که مسؤول این پروژه بود، گفته: «ما امید زیادی داریم که این فناوری بتونه مشکل یونهای کلرید آب دریا رو حل کنه و تولید هیدروژن رو پایدارتر و ارزونتر کنه.»
یه چیز جالب دیگه اینه که با این روش میشه کاتالیزورها رو به شکل یکنواخت و تکرارپذیر تولید کرد. یعنی دیگه فقط آزمایشگاهی نیست و راحت میشه در مقیاس صنعتی هم سراغش رفت.
کل قضیه اینه که بالاخره یه ماده پیدا کردن که هم رسانایی بالایی داره، هم مقاومت خوبی داره و هم عملکردش عالیه – مخصوصاً وسط این همه یون مخرب کلرید! این تعادله فوقالعاده مهمه برای اینکه صنعت هیدروژن بتونه تو کل دنیا گسترش پیدا کنه.
این پروژه رو چند تا سازمان مهم تو کره حمایت کردن، از جمله “مؤسسه برنامهریزی و ارزیابی فناوری انرژی کره” (KETEP) و “شورای ملی تحقیق علوم و فناوری” (NST). حتی دانشگاه Ulsan (UNIST) هم دست داشت تو کار.
نتیجه تحقیقاتشون رو هم ۳۰ ژوئن تو مجله معتبر “ACS Nano” چاپ کردن. جالبه بدونی این مجله جزو تاپترینهای دنیای نانوعلومه و ضریب تاثیرش هم ۱۶ه که خیلی زیاده.
در نهایت اگه تا حالا همه فکر میکردن آب دریا واسه تولید هیدروژن خیلی مخرب و پر دردسره، الان دیگه کمکم میشه بهش به چشم یه منبع جدی و تمیز نگاه کرد. با پیشرفت این فناوری، شاید بهزودی هیدروژن که برای رسیدن به انرژی پاک و بدون کربن خیلی مهمه، راحتتر و ارزونتر به دستمون برسه و کمتر نگران منابع آب شیرین باشیم. چه شود!
منبع: +
