الهام‌گیری از درختان برای تولید سوخت تجدیدپذیر

فتوکاتالیزور با جذب نور خورشید می‌تواند فرآیند تجزیه آب را به انجام رساند، اما این شیوه با یک مشکل اصلی روبه‌روست و آن هم این‌که قرار دادن فوتوکاتالیزور در آب موجب می‌شود، نور به اندازه کافی به آن نرسد و در نتیجه از میزان کارایی آن به طور قابل توجهی کاسته می‌شود. بازتاب و پراکنده شدن پرتو نور، اصلی‌ترین دلیل نرسیدن نور کافی به فتوکاتالیزور است.

به این ترتیب بود که گروهی از دانشمندان به فکر یافتن راه‌حلی برای این مساله افتادند. آنها تصمیم گرفتند که عملیات تجزیه آب را در هوا انجام دهند. به این منظور سازه‌ای شبیه درخت ساختند که در بالای آن فتوکاتالیزور از جنس ​دی‌اکسید تیتانیوم​ قرار دارد. این سازه از جنس سلولز است. ​ریشه​ این سازه، آب را از پایین به بالا می‌کشد و به​برگ‌های​ این درخت مصنوعی می‌برد. سپس این آب در مجاورت فتوکاتالیزور و هوا به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود.

در گذشته فتوکاتالیزور به صورت پودر برای تجزیه آب با نور خورشید مورد استفاده قرار می‌گرفت و مدت زیادی نیست که از نانولوله‌هایی از جنس دی‌اکسید تیتانیوم استفاده می‌شود، اما در این شیوه جدید از نانوفیبرهای سلولزی به‌عنوان روکش این نانولوله‌ها استفاده می‌شود. این نانوفیبرها دارای خاصیت جذب آب است و به این ترتیب می‌توان بدون قرار دادن فتوکاتالیزور در آب، تجزیه آن را به انجام رساند. میزان کارایی این شیوه به سبب دریافت نور بیشتر، بمراتب از شیوه رایج کنونی بالاتر است.

به این ترتیب با ساخت سازه‌هایی درخت مانند و قرار دادن ریشه آن در آب، می‌توان به شیوه‌ای بسیار موثر آب را تجزیه کرد و به هیدروژن تولید شده دست یافت. این دانشمندان در حال حاضر به فکر ساخت مدلی بزرگ‌تر از این طرح اولیه هستند. به این ترتیب شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور شاهد ساخت نیروگاه‌هایی برای تولید هیدروژن از آب مبتنی بر این فناوری باشیم.

هیدروژن یکی از سوخت‌های پاک است که آسیبی به محیط‌زیست وارد نمی​کند. اکنون از این انرژی برای سوخت برخی خودروها و برخی صنایع استفاده می‌شود. در صورت افزایش تولید هیدروژن، شاید در آینده شاهد افزایش چشمگیر کاربرد آن در حوزه‌های مختلف باشیم.

physorg / مترجم : صالح سپهری‌فر