افزایش کارایی ذخیره انرژی با نانوفتوکاتالیست‌های جدید

به گزارش پایگاه خبری سردبیر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو،یافته اخیر محققان نشان می‌دهد که با استفاده از فتوکاتالیست‌های نیمه‌هادی می‌توان کارایی فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی را بهبود داد. با این کار فتوکاتالیست‌ها، میزان تولید هیدروژن افزایش می‌یابد.
سوخت‌های فسیلی آسیب زیادی به کره زمین وارد می‌کنند و لازم است هرچه سریع‌تر منابع تجدیدپذیر انرژی جایگزین سوخت‌های فسیلی شوند. استفاده از نور خورشیدی یکی از گزینه‌های مهم در میان منابع تجدیدپذیر است. با این حال لازم است که نور خورشید را بتوان برای استفاده‌های بعدی ذخیره‌سازی کرد.
یکی از روش‌های استاندارد ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی، استفاده از فتوکاتالیست‌های تولید هیدروژن یا HEPs است که در واقع انرژی خورشیدی در پیوندهای هیدروژن مولکولی ذخیره می‌شود.
در حال حاضر، بیشتر HEPs با استفاده از نیمه‌هادی معدنی تک جزئی تولید می‌شوند. این فتوکاتالیست‌ها نور را در طول‌موج‌های فرابنفش جذب می‌کنند؛ بنابراین، تولید هیدروژن تنها محدود به این طول‌موج است.
یک گروه تحقیقاتی به رهبری ایان مک‌کولاچ از KAUST با همکاری محققانی از بریتانیا و آمریکا HEPs تولید کردند که دارای دو جزء است. این گروه تحقیقاتی، نانوذرات آلی را ترکیب کرده تا بتوانند نور بیشتری را در طول‌موج مرئی جذب کنند.
جان کوسکو از محققان این پروژه می‌گوید: نیمه‌هادی‌های معدنی معمولا برای تولید فتوکاتالیست استفاده می‌شوند، این مواد پرتوهای فرابنفش را جذب می‌کنند که تنها ۵ درصد از نور خورشید را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین، کارایی این روش بسیار کم است.
بنابراین، این گروه تحقیقاتی از روشی به نام مینی‌آمولوسیون استفاده کردند که می‌تواند نیمه‌هادی‌های آلی را در آب به‌صورت آمولوسیون درآورد و آن‌ها را با سورفاکتانت پایدار کند. این آمولوسیون‌ها گرمادهی می‌شوند تا در نهایت نانوذرات نیمه‌هادی آلی پایدار شده با سورفاکتانت ایجاد شوند.
آن‌ها با تغییر سورفاکتانت اقدام به دستکاری نانوذرات کردند و موفق به تولید ساختارهای هسته‌ای پوسته‌ای شدند که در آن‌ها دهنده و گیرنده حضور دارند.
چنین ساختارهایی می‌توانند نرخ تولید هیدروژن را افزایش دهند و نسل جدیدی از فناوری‌های ذخیره انرژی را پدید آورند.