Cercetări: modalități de a utiliza apa ca sursă de energie nu așa cum o știați până acum

combustibil

Apa, combustibilul viitorului?

O sursă alternativă de energie, cu un mare potențial, este energia solară. O variantă de valorificare a energiei solare o reprezintă combustibilul solar. Acesta este produs prin intermediul luminii solare care poate transforma apa sau dioxidul de carbon în elemente chimice combustibile. Datorită abundenței relative a acestor elemente chimice, obţinerea combustibilului solar reprezintă un obiectiv major urmărit în numeroase cercetări din domeniul energiei curate.

Cu toate acestea, reacțiile chimice necesare producerii combustibilului solar, cum ar fi generarea de hidrogen prin electroliza apei, nu sunt posibile doar prin utilizarea luminii Soarelui. Sunt necesare materiale speciale pentru creşterea randamentului procesului de producţie.

Din acest motiv oamenii de ştiinţă s-au străduit să producă combustibil solar prin crearea unor materiale ieftine şi eficiente pentru fotoanozi. Fotoanodul este similar cu anodul unei baterii electrice. Acesta activează producerea combustibilului solar, deoarece contribuie la creşterea fluxului de electroni.

Recent, cercetătorii conduşi de John Gregoire de la California Institute of Technology (Caltech) și Jeffrey Neaton de la Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) au dezvoltat o metodă nouă și mai rapidă de identificare a unor materiale noi ce pot fi utilizate ca fotoanozi și au găsit 12 materiale promițătoare în acest sens. Ei și-au publicat cercetările în ediția online a Proceedings of the National Academy of Sciences.

Neaton, care este director în cadrul Molecular Foundry de la Berkeley Lab, a declarat că studiul de față reprezintă un progres în acest domeniu de cercetare, deoarece el le oferă cercetătorilor nu doar o metodă îmbunătățită de căutare a unor materiale mai bune pentru fotoanozi, ci şi o nouă perspectivă asupra construcţiei fotoanozilor.

„Ceea ce este deosebit de important în acest studiu, care îmbină experimentul și teoria, este că, pe lângă identificarea câtorva compuși noi pentru aplicațiile combustibilului solar, am putut să învăţăm ceva nou despre structura electronică a materialelor în sine”, a declarat Neaton într-un comunicat de presă al Caltech.

Pentru a descoperi aceste noi materiale pentru fotoanozi, cercetătorii au efectuate numeroase calcule şi teste experimentale. Oamenii de ştiinţă au utilizat baza de date The Material Project pentru identificarea unor potenţiali compuşi utili. Sute de calcule teoretice au fost realizate cu ajutorul computerelor din cadrul National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC). După ce s-au identificat cele mai bune materiale pentru fotoanozi, acestea au fost testate simultan, în diferite condiţii, în laborator.

„Meritul principal al cercetătorilor a fost acela că au reuşit să obţină noi cunoștințe științifice utilizând în paralel cele mai bune predicţii teoretice și rezultatele unor experimente performante”, a declarat Gregoire în comunicatul de presă. Astfel, cercetătorii au descoperit că anumiţi compuși cu vanadiu, oxigen au o structură electronică favorabilă pentru oxidarea apei.

„Foarte important, am reușit să explicăm originea compatibilității acestor materiale și să identificăm câțiva compuși promițători pentru fotoanozi”, a declarat Neaton în comunicatul de presă.

Această cercetare oferă mai multe modalități de a utiliza apa, una dintre resursele cele mai abundente de pe Pământ, ca sursă de energie. Pe măsură ce astfel de progrese ne permit să generăm energie regenerabilă într-un mod mai eficient şi la un cost mai mic, guvernele şi investitorii vor avea mai multe motive să renunţe la utilizarea combustibililor fosili.

Facebook Comments

LĂSAȚI UN MESAJ

vă rog adăugați un comentariu
introduceți numele aici