ساخت کاتالیستی که قادر به تولید هیدروژن از آب است

محققان با استفاده از نانوذرات و با الهام از طبیعت، موفق به ساخت کاتالیستی شدند که قادر به تولید هیدروژن از آب است.

کد خبر: ۱۶۲۹۹۸

تاریخ: ۰۸ تير ۱۳۹۶ - ۲۰:۳۶

به گزارش ایران اکونومیست به نقل  از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان آزمایشگاه ملی آرگونه موفق به ساخت نانوزیست کاتالیستی شدند که می‌تواند نور خورشید را به هیدروژن تبدیل کند که این کار در دمای محیط و pH خنثی آب صورت می‌گیرد.
این کاتالیست از پمپ غشائی پروتون و نانوذرات نیمه‌هادی دی‌اکسید تیتانیوم تشکیل شده‌ است که درصورت تابش نور سبز قادر به تولید 240 میکرومول هیدروژن در هر ساعت است.
این پروژه گامی موثر به سوی تولید سیستم‌های زنده مصنوعی به‌منظور تولید انرژی سبز به شمار می آید و از طریق آن، هیدروژن می‌تواند به‌صورت زیست‌سازگار جایگزین سوخت‌های فسیلی شود به ویژه که اگر هیدروژن به‌صورت الکتروشیمیایی ازآب یا الکتروکاتالیستی ساخته شود.
سل‌های فتوالکتروشیمیایی می‌توانند برای تولید هیدروژن استفاده شوند به این شکل این سل‌ها دارای ساختار الهام گرفته از مواد زنده بوده و قادرند آب را برای این کار تجزیه کنند.
النا روژکوا از محققان این پروژه با همکاری محققانی از موسسه فناوری و فیزیک مسکو روی توسعه فتوکاتالیست‌های نانوبیویی کار می‌کند که می‌توان از آنها برای تولید هیدروژن استفاده کرد.
در این سامانه از آرایش غیر کووالانسی پمپ پروتون باکتریورودوپسین (bR) و نانوذرات نیمه‌هادی دی‌اکسید تیتانیوم استفاده شده ‌است.
در طبیعت با تابش نور خورشید، پمپ‌های bR کار کرده و انتقال پروتون انجام می‌شود و این فرآیند موجب گرادیان الکتروشیمیایی برای سنتز ATP می‌شود.
در مطالعات پیشین، محققان با استفاده از پمپ استخراج شده از هالوباکتری‌ها اقدام به تولید این ساختار هیبریدی کردند تا با استفاده از نور خورشید هیدروژن تولید کنند، در این پروژه یک گام به جلو گذاشته شده و امکان تولید یک ساختار کاملا مصنوعی فراهم شده ‌است.
روژکوا می‌گوید: ما از فناوری نانودیسک غشاء مصنوعی در این پروژه استفاده کردیم که برای تولید سامانه‌های زیست‌شناسی ساختاری مناسب است، به دلیل ساختار طبیعی منحصر به فرد این پروژتئین و یک‌نواختی نانو داربست غشاء مصنوعی، معماری زیستی سنتزی می‌تواند با استفاده از نانوخوشه‌های نیمه‌هادی دی‌اکسیدتیتانیم که با اتم‌های پلاتین تقویت شده، خودآرایی دهد.
چنین سیستمی می‌تواند نور مرئی را برای تولید هیدروژن مورد استفاده قرار دهد.