تولید برق و سوخت هیدروژن از ابرخازن خورشیدی

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا یک ابرخازن خورشیدی ساخته‌اند که قادر است روی تراشه خود هم برق و هم سوخت هیدروژن تولید کند.

کد خبر: ۱۸۵۹۹۱

تاریخ: ۰۴ آذر ۱۳۹۶ - ۰۸:۲۹

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، وسایل نقلیه هیدروژنی به آرامی در حال ورود به خیابان‌ها هستند، اما اگرچه هیدروژن یک منبع سوخت پاک و فراوان است، فقدان زیرساخت‌ها برای تولید، توزیع و ذخیره‌سازی انبوه آن هنوز یک راه پر پیچ و خم است.

اما محصول جدیدی از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA) با دستگاهی که از نور خورشید برای تولید هیدروژن و برق استفاده می‌کند، می‌تواند این مانع را بردارد.

دستگاه ابداعی آنها یک واحد هیبریدی است که ترکیبی از ابررایانه با یک سلول سوختی هیدروژن است و کل انرژی خورشیدی را ذخیره می‌کند.

در کنار الکترودهای مثبت و منفی معمول، دستگاه دارای یک الکترود سوم است که می‌تواند انرژی الکتریسیته را ذخیره کند یا از آن برای تقسیم آب به اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تشکیل دهنده آن که فرایندی به نام الکترولیز آب است، استفاده شود.

محققان برای ساختن الکترودهای تا حد ممکن کارآمد، میزان سطحی را که با آب برخورد می‌کند به حداکثر، یعنی به دقت نانو رساندند. این باعث افزایش مقدار هیدروژنی می‌شود که سیستم می‌تواند تولید کند و همچنین مقدار انرژی که ابرخازن می‌تواند ذخیره کند.

"ریچارد کانر"، نویسنده ارشد این تحقیق می‌گوید: مردم نیاز به سوخت دارند تا از وسایل نقلیه و برقی خود استفاده کنند. حالا شما می‌توانید هر دو سوخت هیدروژنی و برق را با یک دستگاه واحد داشته باشید.

هیدروژن به تنهایی ممکن است انرژی پاکی باشد، اما تولید آن در مقیاس تجاری پاک نیست. تولید آن اغلب با تبدیل گاز طبیعی انجام می‌شود که نه تنها موجب انتشار مقدار زیادی دی اکسید کربن می‌شود، بلکه می‌تواند هزینه‌بر نیز باشد.

استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید می‌تواند به حل هر دوی این مشکلات در آن واحد کمک کند.

دستگاه ابداعی UCLA از موادی مانند نیکل، آهن و کبالت استفاده می‌کند که بسیار فراوان‌تر از فلزات گرانبها مانند پلاتین هستند و در حال حاضر برای تولید هیدروژن استفاده می‌شوند.

"کانر" افزود: هیدروژن یک سوخت فوق‌العاده برای وسایل نقلیه است. این پاک‌ترین سوخت شناخته شده است. ارزان است و هیچ آلاینده‌ای در هوا آزاد نمی‌کند و تنها آب تولید می‌کند. این موضوع می‌تواند به طور چشمگیری هزینه خودروهای هیدروژنی را کاهش دهد.

سیستم جدید همچنین می‌تواند به حل برخی از مشکلات اساسی و زیربنایی خودروهای هیدروژنی نیز کمک کند. چرا که وسایل نقلیه هیدروژنی به محض خالی شدن منبع هیدروژن دیگر تکان نمی‌خورند، اما محققان توانسته‌اند در این بخش به پیشرفت‌هایی دست یابند.

کاربران این دستگاه تقریبا در هر نقطه تنها کافی است تا خود را تحت نور خورشید قرار دهند تا هیدروژن لازم تولید شود.

این نوع خودروها برای کسانی که در مناطق روستایی یا دورافتاده زندگی می‌کنند، مفید هستند.

بخشی از این ابرخازن می‌تواند انرژی خورشیدی را به صورت شیمیایی و به صورت هیدروژن ذخیره کند. انجام این کار می‌تواند به تقویت ذخیره انرژی برای شبکه کمک کند.

این تحقیق در مجله Energy Storage Materials منتشر شده است.