دانشمندان از کشف روشی آسان و پایدار برای تولید سوخت هیدروژنی، به عنوان جایگزین سبز سوخت‌های فسیلی در آینده خبر دادند.
سوخت هیدروژنی به عنوان منبعی پاک و گسترده از انرژی، برای آینده پیش‌بینی شده است؛ البته در صورتی‌که دانشمندان بتوانند راه‌هایی برای تولید آن به صورت عملی، ارزان و بدون نیاز به سوخت‌های فسیلی پیدا کنند. در این راستا، نتایج یک مطالعه جدید، گام امیدبخش دیگری را در مسیر تحقق این هدف ارائه می‌دهد.
دانشمندان با استفاده از روش نسبتا ساده‌ای شامل نانوذرات آلومینیوم، توانسته‌اند اکسیژن را از مولکول‌های آب جدا کرده و گاز هیدروژن را آزاد کنند. این فرآیند در دمای اتاق، قادر به تولید مقدار زیادی هیدروژن است. روش مذکور، یکی از موانع بزرگ تولید سوخت هیدروژنی که شامل مقادیر زیادی نیروی مورد نیاز برای تولید آن به روش‌های موجود است را از بین می‌برد.
این تکنیک با هر نوع آبی از جمله فاضلاب و آب اقیانوس امکان‌پذیر است. اسکات الیور، دانشمند علم مواد دانشگاه سانتاکروز کالیفرنیا می‌گوید:
بدون نیاز به انرژی ورودی، تولید هیدروژن از این طریق ممکن است. من هرگز چنین چیزی را ندیده بودم.
حباب‌های گاز هیدروژن از واکنش آب با کامپوزیت آلومینیوم-گالیوم ایجاد می‌شوند.
کلید این فرآیند، استفاده از فلز گالیوم برای فعال‌سازی واکنش مداوم با آب است. با اینکه واکنش آلومینیوم-گالیوم-آب برای دهه‌ها شناخته شده بود، اما در اینجا محققان آن‌را با چند روش خاص، بهینه‌سازی کرده و عملکرد آن‌را بهبود بخشیده‌اند.
با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و تکنیک‌های پراش اشعه ایکس، دانشمندان موفق شدند بهترین ترکیب آلومینیوم و گالیوم را برای تولید هیدروژن، با بیش‌ترین بازده (3:1 به نفع گالیوم) کشف کنند. آلیاژ غنی از گالیوم چه در حذف پوشش اکسید آلومینیوم (که معمولا واکنش با آب را مسدود می‌کند) و هم در تولید نانوذرات آلومینیوم که واکنش‌های سریع‌تر را ممکن می‌کند، تاثیری مضاعف دارد.
باکتان سینگارام، استاد شیمی آلی دانشگاه سانتاکروز کالیفرنیا در این باره گفت:
گالیوم نانوذرات را جدا می‌کند و از تجمیع آنها به ذرات بزرگ‌تر جلوگیری می‌کند. امروزه برای تولید نانوذرات آلومینیوم مشکلات متعددی وجود دارند، با این حال ما اکنون می‌توانیم آنها را تحت فشار اتمسفر معمولی و در دمای اتاق تولید می‌کنیم.
محققان گزارش داده‌اند که این روش ادغامی پیچیده نیست و ماده کامپوزیت را می‌توان حداقل به مدت سه ماه در سیلکوهگزان نگهداری کرد تا از رطوبت محافظ کند و باعث عدم کاهش عملکرد آن شود. آلومینیوم بسیار راحت‌تر و فراوان‌تر از گالیوم به دست می‌آید، زیرا می‌توان آن‌را از مواد بازیافتی تهیه کرد. با این وجود در این فرآیند، گالیوم نیز قابلیت بازیافت خواهد داشت و می‌توان چندین بار از آن، بدون از دست رفتن کارایی استفاده کرد. ویژگی مذکور، یک عامل دیگر به نفع تکنیک جدید تولید سوخت هیدروژنی است.
این فرآیند هنوز در مرحله مقدماتی قرار دارد و برای انتقال آن از یک مجموعه آزمایشگاهی به مقیاس بزرگ صنعتی، انجام آزمایش‌های مربوطه ضروری است. با این حال، نتایج اولیه حاکی از آن هستند که این روش پتانسیل زیادی برای تولید آسان و کم‌دردسر سوخت هیدروژنی دارد.
محققان در مقاله منتشر شده خود، به عنوان نتیجه‌گیری گفتند:
به طور کلی، ترکیب آلومینیوم و گالیوم، مقادیر قابل توجهی از هیدروژن را در دمای اتاق و بدون نیاز به ورودی انرژی، دستکاری مواد یا تغییر pH تولید می‌کند.
منبع :Sciencealert
