انرژی های تجدیدپذیر آینده: آب دریا

در این شکی نیست، گرمایش جهانی یک بحران واقعی و رو به رشد است. در حالی که برخی تصمیم می گیرند علائم و اطلاعاتی که به آنها داده می شود را نادیده بگیرند، برخی دیگر به دنبال حرکت به سمت انرژی های تجدید پذیر و پاک هستند. چند محقق در دانشگاه اوزاکا چنین کرده اند یافت راهی برای تولید انرژی های تجدیدپذیر که از یکی از بزرگترین منابع روی زمین یعنی آب دریا استفاده می کند.

مشکل

انرژی خورشیدی منبع اصلی انرژی های تجدیدپذیر است. اما چگونه می توانیم از انرژی خورشیدی زمانی که خورشید پنهان است استفاده کنیم؟ یک پاسخ این است که انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل کنیم که بتوان از آن به عنوان سوخت استفاده کرد. با انجام این تبدیل می توان آن را ذخیره و جابجا کرد. هیدروژن (H2) یک کاندید بالقوه برای تبدیل است. می توان آن را با تقسیم مولکول های آب (H2O) با استفاده از فرآیندی به نام "فتوکاتالیز" تولید کرد. فوتوکاتالیز زمانی است که نور خورشید به ماده دیگری انرژی می دهد که سپس به عنوان "کاتالیزور" عمل می کند. یک کاتالیزور سرعت انجام یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد. فوتوکاتالیز در اطراف ما اتفاق می افتد، نور خورشید به کلروفیل گیاه (یک کاتالیزور) در سلول های گیاهی آنها برخورد می کند، که به آنها اجازه تولید اکسیژن و گلوکز را می دهد که منبع انرژی است. 

با این حال، به عنوان محققان خاطرنشان کردند در مقاله آنها، «بازده کم تبدیل انرژی خورشیدی تولید H2 و مشکل ذخیره سازی H2 گازی، استفاده عملی از H2 به عنوان سوخت خورشیدی را منتفی کرده است».

راه حل

پراکسید هیدروژن (H2O2) را وارد کنید. به عنوان استقلال انرژی آمریکا یادداشت هاپراکسید هیدروژن، زمانی که برای تولید انرژی استفاده می شود، تنها آب خالص و اکسیژن را به عنوان محصول جانبی ایجاد می کند، بنابراین مانند هیدروژن یک انرژی پاک محسوب می شود. با این حال، بر خلاف هیدروژن، H2O2 [پراکسید هیدروژن] به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارد، بنابراین می توان آن را به راحتی ذخیره و حمل کرد. مشکل این بود که روش قبلی برای ساخت پراکسید هیدروژن از فوتوکاتالیز روی آب خالص استفاده می کرد. آب خالص به همان اندازه پاک است. با توجه به مقدار آب خالصی که در این فرآیند استفاده می شود، به این معنی است که روشی امکان پذیر برای ایجاد انرژی پایدار نیست.

در اینجا آب دریا وارد می شود. با توجه به اینکه آب دریا از چه چیزی تشکیل شده است، محققان از آن در فتوکاتالیزور استفاده کردند. نتیجه مقداری پراکسید هیدروژن بود که برای راه اندازی یک پیل سوختی پراکسید هیدروژن به اندازه کافی زیاد بود (پیل سوختی مانند باتری است، فقط برای کار کردن به یک جریان مداوم سوخت نیاز دارد).  

این روش ایجاد پراکسید هیدروژن برای سوخت، یک پروژه نوپا با فضایی برای رشد است. هنوز مسئله کارآمدی هزینه و استفاده از آن در مقیاس بزرگتر و نه صرفاً به عنوان یک سلول سوختی وجود دارد. یکی از محققان درگیر، شونیچی فوکوزومی، در یک مورد اشاره شد مقاله فوکوزومی گفت: «در آینده، ما قصد داریم روی توسعه روشی برای تولید کم هزینه و در مقیاس بزرگ H2O2 از آب دریا کار کنیم، این ممکن است جایگزین تولید پرهزینه فعلی H2O2 از H2 شود. از گاز طبیعی) و O2.