افزایش کارایی ذخیره انرژی با نانوفتوکاتالیست های جدید - کالارنا

سوخت های فسیلی آسیب زیادی به کره زمین وارد می نمایند و ضروری است هرچه سریع تر منابع تجدیدپذیر انرژی جایگزین سوخت های فسیلی شوند. استفاده از نور خورشیدی یکی از گزینه های مهم در میان منابع تجدیدپذیر است. با این حال ضروری است که نور خورشید را بتوان برای استفاده های بعدی ذخیره سازی کرد.

یکی از روش های استاندارد ذخیره سازی انرژی خورشیدی، استفاده از فتوکاتالیست های فراوری هیدروژن یا HEPs است که در واقع انرژی خورشیدی در پیوندهای هیدروژن مولکولی ذخیره می گردد.

در حال حاضر، بیشتر HEPs با استفاده از نیمه هادی معدنی تک جزئی فراوری می شوند. این فتوکاتالیست ها نور را در طول موج های فرابنفش جذب می نمایند؛ بنابراین، فراوری هیدروژن تنها محدود به این طول موج است.

یک گروه تحقیقاتی به رهبری ایان مک کولاچ از KAUST با همکاری محققانی از بریتانیا و آمریکا HEPs فراوری کردند که دارای دو جزء است. این گروه تحقیقاتی، نانوذرات آلی را ترکیب نموده تا بتوانند نور بیشتری را در طول موج مرئی جذب نمایند.

جان کوسکو از محققان این پروژه می گوید: نیمه هادی های معدنی معمولا برای فراوری فتوکاتالیست استفاده می شوند، این مواد پرتوهای فرابنفش را جذب می نمایند که تنها 5 درصد از نور خورشید را تشکیل می دهند؛ بنابراین، کارایی این روش بسیار کم است.

بنابراین، این گروه تحقیقاتی از روشی به نام مینی آمولوسیون استفاده کردند که می تواند نیمه هادی های آلی را در آب به صورت آمولوسیون درآورد و آن ها را با سورفاکتانت پایدار کند. این آمولوسیون ها گرمادهی می شوند تا در نهایت نانوذرات نیمه هادی آلی پایدار شده با سورفاکتانت ایجاد شوند.

آن ها با تغییر سورفاکتانت اقدام به دستکاری نانوذرات کردند و پیروز به فراوری ساختارهای هسته ای پوسته ای شدند که در آن ها دهنده و گیرنده حضور دارند.

چنین ساختارهایی می توانند نرخ فراوری هیدروژن را افزایش دهند و نسل جدیدی از فناوری های ذخیره انرژی را پدید آورند.