خلايا شمسية تولد الهيدروجين عند تغطيسها تحت الماء
المهندس حيدر حرز يوسف -العراق
ابتكر باحثو جامعة رايس جهازًا فعالاً منخفض التكلفة يحلل الماء لإنتاج وقود الهيدروجين.تدمج الخلية التي طورها مختبر كلية الهندسة لعالم مواد يدعى Jun Lou أقطاب تحفيزية وخلايا بيروفسكيت الشمسية(التي تتميز بفعالية عالية) التي تنتج الكهرباء عند تشغيلها بواسطة ضوء الشمس فيتدفق التيار إلى المحفزات التي تحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين .هذا النوع من التحفيز ليس جديدًا ، لكن المختبر قام بدمج طبقة البيروفسكايت والأقطاب الكهربائية في وحدة واحدة ، عندما تسقط في الماء وتوضع في ضوء الشمس ، تنتج الهيدروجين بدون أي مدخلات أخرى.
الخلية التي قدمها هذا العالم ،
وزملاؤه في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ACS Nano هي منتج مكتفي ذاتيًا للوقود ، كما
يقولون ويكون من السهل إنتاجه بكميات كبيرة.يقول "إن المفهوم يشبه إلى حد
كبير ورقة نباتية". "ما لدينا هو وحدة متكاملة تحول ضوء الشمس إلى
كهرباء بواسطة التفاعل الكهروكيميائي، فهي تستخدم الماء وضوء الشمس للحصول على
الوقود الكيميائي."البيروفسكايت عبارة عن بلورات ذات
شبكات مكعبة الشكل معروفة باقتناصها للضوء، وهي أكثر الخلايا الشمسية كفاءة التي
تم إنتاجها حتى الآن بكفاءة أعلى من 25٪ ، لكن المواد باهظة الثمن .يقول المبتكر "استبدلت المكونات
الأكثر تكلفة مثل البلاتين في خلايا البيروفسكايت الشمسية ببدائل مثل الكربون."
"هذا يشجع المستثمر التجاري. ان مثل هذه الأجهزة المدمجة تكون واعدة لأنها
تنشئ نظامًا مستدامًا. هذا لا يتطلب أي قوة خارجية للحفاظ على تشغيل الوحدة وتوليد
الهيدروجين."حيث أن المكون الرئيسي الفعال هو
البوليمر الذي يغلف البيروفسكايت ، يحمي الوحدة ويسمح بالتغطيس لفترات طويلة. وقاد
طور آخرون أنظمة تحفيزية تربط الخلية الشمسية خارج الماء بأقطاب كهربائية مغمورة
بسلك". "يقومون بتبسيط النظام بتغليف طبقة البيروفسكايت بطبقة من
البوليمر والذي يكون مزخرف ليسمح لأشعة الشمس بالوصول إلى الخلية الشمسية مع
حمايتها ويعمل كعازل بين الخلايا والأقطاب الكهربائية.
يقول المصمم "من خلال تصميم نظام
ذكي ، يمكنك إنشاء حلقة ذاتية الاكتفاء". "حتى في حالة عدم وجود ضوء
الشمس ، يمكنك استخدام الطاقة المخزنة في شكل وقود كيماوي. يمكنك وضع منتجات
الهيدروجين والأكسجين في خزانات منفصلة ودمج وحدة أخرى مثل خلية الوقود لتحويل هذا
الوقود مرة أخرى إلى كهرباء."وقال الباحثون إنهم سيستمرون في تحسين
تقنية التغليف وكذلك الخلايا الشمسية نفسها لرفع كفاءة الوحدات.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق