محققان در دانشگاه روچستر در آمریکا موفق به تولید سوخت هیدروژن با استفاده از فقط نور خورشید، نانوبلورها و یک کاتالیست نیکل ارزان در یک سیستم فوتوسنتز مصنوعی شده‌اند.
نانوبلورهای نیمه‌رسانا به تولید هیدروژن کمک می‌کنند
محققان در دانشگاه روچستر در آمریکا موفق به تولید سوخت هیدروژن با استفاده از فقط نور خورشید، نانوبلورها و یک کاتالیست نیکل ارزان در یک سیستم فوتوسنتز مصنوعی شده‌اند. این فرآیند تولید هیدروژن اولین نوعی است که قادر به تولید پیوسته سوخت برای چندین هفته بدون کاهش سرعت تولید است. این فناوری می‌تواند برای کاربردهای انرژی سبز و همچنین برای فرآیندهای صنعتی مشخص مانند آنچه برای تولید آمونیاک لازم است، مهم باشد.
یک گروه از محققان به رهبری تاد کراوس، پاتریک هلند و ریچارد اسنبرگ در روچستر یک سیستم تولید هیدروژن فوتوشیمیایی جدیدی ارائه کرده است که از نقاط کوانتومی سلنید کادمیوم، کاتالیست‌های نمک نیکل و اسید آسکوبیک (ویتامین C) تشکیل شده است. این سیستم بجای چند ساعت، برای چندین هفته کار می‌کند و در آب، یک راندمان کوانتومی ۳۶ درصدی دارد (برای هر ۱۰۰ فوتون جذب شده، ۳۶ مولکول هیدروژن تولید می‌کند). اگر محلول احاطه‌کننده مخلوطی از آب و اتانول باشد، این راندمان به ۶۶ درصد افزایش می‌یابد. چنین راندمان‌هایی تاکنون هرگز برای سیستم‌های کاملا مبتنی بر محلول مشاهده نشده است. تنها مشکل این است که ویتامین C (که بعنوان پذیرنده الکترون عمل می‌کند) در طول هر چرخه تولید هیدروژن بطور کامل مصرف می‌شود و نیاز است که بطور مرتب اضافه شود.
نور به یک نانوبلور CdSe برخورد می‌کند.
کراوس توضیح می‌دهد که نقاط کوانتومی CdSe دو فوتون از نور را جذب می‌کنند و دو الکترون به کاتالیست نیکل منتقل می‌کنند و این کاتالیست نیز برای تولید هیدروژن دو پروتون می‌گیرد. او ادامه می‌دهد: «کار ما با بسیاری از کارهای قبلی که در آنها کاتالیست از لیگاندهای نقطه کوانتومی بطور درجا تشکیل می‌شود، متفاوت است. عمده دیگر سیستم‌های مبتنی بر محلول، هیدروژن را برای فقط چند ساعت یا حداکثر یک روز تولید می‌کنند زیرا رنگسازها تحلیل می‌روند، بنابراین سیستم دارای عمر دراز ما تقریبا غیرمعمول است.»
این محققان می‌گویند که جفت‌های نانوبلور – کاتالیست آنها از سیستم‌های نانوذره فوتوسنتزی مصنوعی قبلی بهتر هستند زیرا آنها برای نور خورشید پایدارتر هستند، هرچند هنوز نمی‌دانند چرا اینچنین است.
طبق گفته این گروه تحقیقاتی یک منبع پاک هیدروژن نه تنها در انرژی سبز بلکه در صنعت برای مثال جهت تولید آمونیاک، می‌تواند کاربرد داشته باشد. این گروه اکنون به دنبال بررسی دیگر سیستم‌های نانوذره‌ای است.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Sciencexpress منتشر کرده‌اند.
