به گزارش یزدفردا: پژوهشگران سوئدی از روش جدیدی برای تولید کارآمدتر هیدروژن رونمایی کرده‌اند که آب را به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می‌کند؛ بدون این که خطر اختلاط این دو گاز وجود داشته باشد.

به نقل از تک‌اکسپلور، روش جدید تولید هیدروژن که در «مؤسسه سلطنتی فناوری کی‌تی‌اچ»(KTH) توسعه یافته است، فرآیند الکترولیز استاندارد را برای تولید گاز هیدروژن به کار می‌گیرد. این روش، مولکول‌های آب را با اعمال جریان الکتریکی تقسیم می‌کند اما برخلاف سیستم‌های رایج، گازهای اکسیژن و هیدروژن حاصل را در یک سلول تولید می‌کند که در آنجا باید توسط موانع غشایی از هم جدا شوند.

«استبان تولدو»(Esteban Toledo) دانشجوی مقطع دکتری مؤسسه سلطنتی فناوری کی‌تی‌اچ و از پژوهشگران این پروژه گفت: این جداسازی، احتمال مخلوط شدن گازها و خطر انفجار را از بین می‌برد. همچنین، نیاز را به فلزات کمیاب زمین برطرف می‌کند.

تولدو و «جویدیپ دوتا»(Joydeep Dutta) استاد فیزیک کاربردی مؤسسه سلطنتی فناوری کی‌تی‌اچ، حق ثبت این سیستم و یک شرکت به نام «کپلایزر ای‌بی»(Caplyzer AB) را به دست آوردند تا این فناوری را در مقیاس انبوه تولید کنند.

همچنین، پژوهشگران گزارش دادند که بررسی‌های آزمایشگاهی هیچ موردی را مبنی بر تخریب آشکار الکترود در نتیجه آزمایش‌های بلندمدت نشان نمی‌دهند. این ویژگی برای کاربردهای تجاری روش آنها مهم است.

تولید هیدروژن از آب همیشه به تولید اکسیژن می‌انجامد. یک الکترولایزر قلیایی معمولی دارای یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی است که در محفظه‌ای از آب قلیایی جفت شده‌اند و یک مانع نفوذپذیر یونی آنها را از هم جدا می‌کند. هنگامی که جریان الکتریکی اعمال می‌شود، آب در کاتد با تشکیل دادن هیدروژن و یون‌های هیدروکسید بار منفی واکنش نشان می‌دهد که از مانع می‌گذرد تا برای تولید اکسیژن به آند برسد. مانع، مقاومت ایجاد می‌کند و اگر بار الکتریکی نوسان داشته باشد، خطر مخلوط شدن انفجاری اکسیژن و هیدروژن افزایش می‌یابد.

تولدو گفت: مفهوم‌سازی مجدد الکترولیز آب، زمینه را برای تولید مطمئن‌تر انرژی سبز با استفاده از منابعی مانند خورشید یا باد فراهم می‌کند. از آنجا که خطر مخلوط کردن گازها وجود ندارد، می‌توانیم در محدوده وسیع‌تری از توان ورودی کار کنیم. پس از آن، به کار گرفتن انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار آسان‌تر است.

تولید هم‌زمان گازها به واسطه جایگزینی یکی از الکترودها با الکترود ابرخازنی ساخته‌شده از کربن انجام می‌شود. این الکترودها به طور متناوب یون‌ها را ذخیره و آزاد می‌کنند و به طور موثر به جداسازی هیدروژن و اکسیژن می‌پردازند.

هنگامی که الکترود دارای بار منفی است و هیدروژن تولید می‌کند، ابرخازن به ذخیره یون‌های هیدروکسید غنی از انرژی می‌پردازد. هنگامی که جهت جریان تغییر می‌یابد، ابرخازن هیدروکسید غنی از انرژی را آزاد می‌کند و اکسیژن در الکترود مثبت تولید می‌شود.

دوتا گفت: یک الکترود تکامل را هم برای اکسیژن و هم برای هیدروژن انجام می‌دهد. این کار بسیار شبیه به کار یک باتری قابل شارژ است که هیدروژن تولید می‌کند و به طور متناوب شارژ و تخلیه می‌شود.

این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.

• نویسنده : یزدفردا
• منبع خبر : خبرگزاری فردا