סיקור מקיף

חוקרים הצליחו לבקע מולקולת מים בעזרת אור וננו-חלקיקים

חוקרים מאוניברסיטת יוסטון פיתחו זרז המסוגל לייצר במהירות מימן מתוך מים בעזרת אור שמש. התגלית החדשה תוכל לסייע בפיתוחו של מקור אנרגיה נקי ומתחדש.

מולקולת מים. איור: shutterstock
מולקולת מים. איור: shutterstock

חוקרים מאוניברסיטת יוסטון פיתחו זרז המסוגל לייצר במהירות מימן מתוך מים בעזרת אור שמש. התגלית החדשה תוכל לסייע בפיתוחו של מקור אנרגיה נקי ומתחדש.

המחקר החדש, שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי Nature Nanotechnology, מתבסס על השימוש בננו-חלקיקים של תחמוצת קובלט המסוגלים לבקע מולקולת מים למרכיביה הבסיסיים, מימן וחמצן.

הכותב הראשי של המאמר, שהוא פרופסור במחלקה להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת יוסטון, Jiming Bao, אמר כי במסגרת המחקר שלהם המדענים גילו פוטו-זרז חדש והדגימו את הפוטנציאל של תחום הננו-טכנולוגיה עבור ההתאמה של תכונות חומרים, למרות שעדיין נותר מחקר נוסף שיש להשלימו.

החוקר מציין כי ניסויים בתחום של ביקוע מים בעזרת פוטו-זרזים נערכו כבר מאז שנות השבעים, אולם המחקר החדש הוא הראשון אי-פעם להשתמש בתחמוצת קובלט ובמים רגילים שנחשפו לאור נראה והוא הראשון שבו מתקבלת יעילות המרת אנרגיה גבוהה מבלי להשתמש בזרזים נוספים או כימיקלים אחרים.

החוקרים הכינו את ננו-החלקיקים ששימשו אותם במחקר זה באמצעות שתי שיטות שונות (femtosecond laser ablation, mechanical ball milling) ולמרות מספר הבדלים ביניהן, החוקר הראשי מציין כי שתי השיטות פועלות היטב. כמו-כן, החוקרים עשו שימוש בסוגים שונים של אור, החל מאלומת לייזר ועד אור לבן. החוקר הראשי טוען כי צפוי שהתגובה תתרחש כהלכה גם עבור אור שמש טבעי.

ברגע שמוסיפים לתערובת את ננו-החלקיקים וחושפים אותה לאור, מולקולות המים מתבקעות למימן ולחמצן בן רגע. למרות שהניסוי הוא בעל פוטנציאל להוות מקור לדלק מתחדש, שיעור היעילות של התגובה מבחינת התשומה הסולארית לתפוקת מימן עומד על חמישה אחוזים בלבד, שיעור שהוא עדיין נמוך מדי מלהיות מסחרי. החוקר הראשי מסביר כי שיעור יעילות ראוי יהיה ברמה של 10 אחוזים, כלומר – 10 אחוזים מהאנרגיה הסולארית המגיעה לתערובת מומרים בתהליך לאנרגיה כימית בצורת מימן. עדיין נותר לפתור מספר בעיות, לרבות הפחתת העלויות והארכת זמן החיים של ננו-חלקיקי תחמוצת הקובלט, המאבדים את יעילותם לאחר כשעה של תגובה. "ננו-החלקיקים מאבדים מיעילותם מהר מדי," אמר החוקר הראשי.

קישור למאמר המקורי

 

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. לא שאני רוצה לדכא התלהבות, אבל זה שמחקר מופיע בנייצ'ר לא אומר שהוא חדש, או חדשני. למעשה יעילות תחמוצת הקובלט ידועה כבר שנים רבות ופורסמה מספר רב של פעמים… למשל:
    F. Jiao and H. Frei. Nanostructured Cobalt and Manganese Oxide Clusters as Efficient Water Oxidation Catalysts. Energy Environ. Sci. 3, 1018-1027 (2010).
    המעבדה הזו היא אחת (לא יחידה) מאלו שגילתה אותם לפני יותר מעשור.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן