ارائه روشی برای تولید و ذخیره‌سازی انرژی از منابع تجدیدپذیر

به گزارش رویداد برتردکتر محمدمهدی نجف پور، مدیر پروژه و محقق شیمی دانشگاه علوم زیستی زنجان و یکی از برندگان جایزه شواهد خواجه پور برای تحقیق در مورد کاتالیزورهای اکسید کننده آب، به اکسیداسیون در حضور آب می پردازد. او گفت: “من فکر می کنم ما مردم خوشحالی هستیم زیرا با علم و فناوری در اختیار ما، مشکلاتی که اجدادمان با آن مواجه بودند، ما با آنها روبرو نیستیم.”

اما از سوی دیگر، ما با تعدادی چالش جدید از جمله مشکل مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده بیش از حد از سوخت های فسیلی مواجه هستیم. این چالش قبلاً به شهرهای بزرگ محدود می شد، اما اکنون به شهرهای کوچک نیز محدود می شود. بنابراین باید به علم و فناوری رجوع کرد و دید که برای حل این چالش چه راه حلی باید انتخاب کنیم.

نجف پور یکی از راه حل های معضل آلودگی هوا با سوخت های فسیلی را حذف این سوخت و جایگزینی آن با سوخت های تجدیدپذیر دانست و افزود: اما یکی از مشکلات سوخت های تجدیدپذیر این است که در موارد خاص مانند شب های ابری یا هوای ابری یکی از مشکلات سوخت های تجدیدپذیر است. روزها، نمی توان از این منابع استفاده کرد.»؛ بنابراین ذخیره آن ها بسیار مهم است.

مجری ادامه داد: با نگاهی به طبیعت متوجه می‌شویم که فرآیند فتوسنتز در فرآیند ذخیره‌سازی به خوبی انجام می‌شود، زیرا نور خورشید را دریافت می‌کند و طی یک سری واکنش‌های پیچیده و حذف الکترون‌ها از آب، آنها را به ترکیباتی مانند CO2 تبدیل می‌کند. هیدرات ها و چربی ها را تبدیل می کند و ما می توانیم از این منابع حتی زمانی که خورشید در آسمان نیست استفاده کنیم.

نجف پور با تاکید بر استفاده از روش های نوین ذخیره سازی انرژی افزود: ذخیره سازی هیدروژن; از آنجایی که سوزاندن فقط آب تولید می کند و آلودگی ایجاد نمی کند، باید در نظر داشته باشیم که هر شعله مقداری هیدروژن و اکسیژن را با هم ترکیب می کند که آلاینده است.

او گفت: «برای حذف این ترکیب آلوده از فسیل‌ها بدون شعله، می‌توان آن را به جریان الکتریکی تبدیل کرد، در حالی که هیدروژن را آزمایش می‌کند تا متوجه شود انرژی آن نسبت به جرم نسبت به بیشتر مواد است.» این ممکن است بهترین ویژگی برای سوخت باشد.

اگرچه محقق منفجره است، اما هیدروژن این مزیت را دارد که به سرعت در حال گسترش است. یعنی در صورت رها شدن هیدروژن در محیط با باز شدن پنجره از محیط خارج می شود و خطر انفجار از بین می رود.

نجف پور هیدروژن را ماده ای غیرسمی عنوان کرد و گفت: هیدروژن با روش های مختلفی تولید می شود که یکی از آنها الکترولیز آب است و این روش انرژی خورشیدی یا باد را به برق و الکتریسیته را به آب تبدیل می کند. هیدروژن و اکسیژن که هر دو محصول مفیدی هستند.

وی به پروژه ای در دانشگاه هاروارد در این زمینه اشاره کرد و افزود: این محققان روش Personalize Energy را پیشنهاد کرده اند که در آن هر فرد با بسته ای که حاوی سلول های خورشیدی است انرژی خورشید را دریافت می کند و مقداری از آن انرژی تبدیل به انرژی می شود. هیدروژن و با الکترولیزهای اکسیژن و می توان از این انرژی در شب استفاده کرد.

یکی از فارغ التحصیلان دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان افزود: اما مشکل این روش این است که هیدروژن تولید شده در فرآیند الکترولیز به انرژی زیادی نیاز ندارد، اما فرآیند اکسیژن در این فرآیند از چهار الکترون تشکیل شده است. در نتیجه انرژی زیادی بر روی سیستم وارد می شود و در صورت اعمال این مقدار انرژی به سیستم احتمال خوردگی وجود دارد.

او گفت: «تیم تحقیقاتی ما بر روی اکسیدان های آب متمرکز است. ما از نانوشیمی و فتوشیمی استفاده کردیم. ترکیبات مختلفی برای اکسید کردن آب استفاده شده است و تیم ما تحقیقات گسترده ای با این واکنش ها انجام داده است و ما دریافتیم که بسیاری از ترکیباتی که تا به امروز وجود دارند، آب را اکسید نمی کنند بلکه به یک سری تبدیل های دیگر تبدیل می شوند.

وی ادامه داد: تحقیقات 10 ساله ما نشان می دهد که ترکیبات اکسید منگنز، ترکیبات کمپلکس منگنز و ترکیبات مختلف سولفیدی خود در حین اجرای اکسیدهای آب به یک سری اکسید منگنز تبدیل می شوند که بسیار مهم است. زیرا می توانیم از آن برای سنتز کاتالیزورهای جدید و درک نحوه عملکرد این سیستم ها استفاده کنیم.

او گفت: «علاوه بر این، تحقیقات جدید ما با استفاده از فناوری مدرن در سوئیس نشان می‌دهد که نانوذرات فلزی با سیستم‌های میدانی (در طول آزمایش) ایجاد شده‌اند.

انتهای پیام/