COMBUSTIBILII VIITORULUI: ”Smulgem hidrogenul din spectrul luminos al soarelui și îl folosim la vehicule”
Oamenii de știință au dezvoltat pentru prima dată o moleculă unică, foarte capabilă să absoarbă energie din întregul spectru vizibil de lumină, ceea ce înseamnă că poate valorifica mai mult de 50% mai multă energie solară decât celulele solare actuale.
În plus, poate acționa și ca un catalizator pentru a transforma acea energie solară în hidrogen, o alternativă curată la combustibil pentru lucruri precum vehiculele pe gaz. Potrivit goodnewsnetwork.org
Descoperirea, publicată săptămâna aceasta în Nature Chemistry, ar putea ajuta oamenii să renunțe la combustibilii fosili și să se folosească de surse de energie care nu contribuie la schimbările climatice.
Echipa de cercetare a fost condusă de Claudia Turro, profesor de chimie și director al Centrului Universității de Stat din Ohio pentru dinamica chimică și biofizică.
„Ideea este că putem folosi fotonii soarelui și îi putem transforma în hidrogen. Pentru a spune mai simplu, economisim energie de la lumina soarelui și o stocăm în legături chimice, astfel încât să poată fi utilizată mai târziu”, a spus Turro.
Fotonii sunt particule elementare ale luminii solare care conțin energie. Cercetătorii au arătat, pentru prima dată, că este posibilă colectarea energiei din întregul spectru vizibil al luminii solare, inclusiv infraroșii, cu consum redus de energie, o parte a spectrului solar care a fost dificil de colectat și transformat rapid și eficient, în hidrogen.
Hidrogenul este un combustibil curat, ceea ce înseamnă că nu produce carbon sau dioxid de carbon ca produs secundar al utilizării sale.
„Ceea ce îl face să funcționeze este că sistemul este capabil să pună molecula într-o stare excitată, unde absoarbe fotonul și este capabil să stocheze doi electroni pentru a produce hidrogen”, a spus Turro. „Această stocare a doi electroni într-o singură moleculă derivată de la doi fotoni și utilizarea lor împreună pentru a produce hidrogen nu are precedent.”
Transformarea energiei soarelui în combustibil pentru o mașină necesită mai întâi un mecanism de colectare a energiei. Prin urmare, această energie trebuie transformată în combustibil.
Conversia necesită ceva numit catalizator, ceva care accelerează o reacție chimică, permițând conversia de la energia solară în energie utilizabilă, cum ar fi hidrogenul.
Majoritatea încercărilor anterioare de a colecta energia solară și de a o transforma în hidrogen s-au concentrat pe lungimile de undă ale luminii solare cu energie mare, cum ar fi razele ultraviolete.
Încercările anterioare s-au bazat, de asemenea, pe catalizatori construiți din două sau mai multe molecule, care schimbă electroni – energie – în timp ce produceau combustibil din energia solară. Dar energia se pierde în schimb, ceea ce face ca aceste sisteme cu mai multe molecule să fie mai puțin eficiente.
Chiar și puținele încercări care s-au bazat pe un catalizator cu o singură moleculă au fost ineficiente, Turro a spus, în parte, pentru că nu au colectat energie din întregul spectru vizibil de lumina soarelui și, parțial, pentru că catalizatorii înșiși s-au degradat rapid.
Echipa de cercetare a lui Turro a descoperit cum poate deriva un catalizator dintr-o singură moleculă – o formă a elementului de rodiu – ceea ce înseamnă că se pierde mai puțină energie, a spus el. În plus, au descoperit cum să colecteze energia de la infraroșu la ultraviolete, întregul spectru vizibil.
Sistemul proiectat de această echipă de cercetare este de aproape 25 de ori mai eficient, cu lumină infraroșie cu consum redus de energie redusă decât sistemele anterioare cu o singură moleculă care operează cu fotoni ultraviolet, potrivit studiului.
În cadrul studiului, cercetătorii au utilizat LED-uri pentru a ilumina soluțiile acide care conțin molecula activă. Când au făcut acest lucru, au descoperit că se produce hidrogen.
Înainte ca rezultatele echipei de cercetare să poată fi încorporate în aplicații din lumea reală, a spus Turro, mai este mult de lucrat.
Rodiul este un metal rar și producerea de catalizatori din rodiu este costisitoare. Echipa lucrează la îmbunătățirea acestei molecule pentru a produce hidrogen pentru o perioadă mai lungă de timp și lucrează la construirea catalizatorului cu materiale mai puțin costisitoare.
