دانشمندان موفق شدهاند نور خورشید را در قالب الکترون ذخیره و ساعتها بعد، بدون نیاز به برق یا نور، آن را به هیدروژن پاک تبدیل کنند؛ دستاوردی که میتواند معادلات ذخیرهسازی و حمل انرژی خورشیدی را دگرگون کرده و رکورد تازهای در «فوتوکاتالیست در تاریکی» به ثبت برساند.
جوان آنلاین: تصور کنید در میانه شب قطبی، کامیونی به کارخانهای در شمال نروژ میرسد. نه مخزن گاز فشردهای همراه دارد و نه تانکهای عظیم و پرهزینه برودتی. تنها چند مخزن مایع حمل میکند. تکنسین کارخانه مقدار اندکی پودر کاتالیست به این مایع میافزاید و بلافاصله حبابهای گاز هیدروژن پدیدار میشوند؛ سوختی آماده برای تغذیه پیلهای سوختی یا فرایندهای صنعتی. انرژی لازم برای این واکنش، نه در همان لحظه، بلکه ساعتها پیش و در منطقهای آفتابی ذخیره شده است؛ جایی که خورشید فراوان است، اما مصرف انرژی اندک.
به گزارش ایرنا، این سناریو هنوز بهطور کامل محقق نشده، زیرا تاکنون کسی نشان نداده است که چنین سامانهای بتواند انرژی ذخیرهشده را برای هفتهها و در مسیرهای طولانی حملونقل حفظ کند. با این حال، پژوهش تازهای نشان میدهد که شیمی لازم برای تحقق چنین آیندهای، بیش از هر زمان دیگری در دسترس قرار گرفته است.
هیدروژن بهعنوان سوختی پاک، هنگام سوختن تنها آب تولید میکند و به همین دلیل یکی از گزینههای کلیدی برای کربنزدایی از صنایع سنگین، حملونقل سنگین و فولادسازی به شمار میرود. اما دو مانع بزرگ، توسعه گسترده آن را کُند کرده است. نخست آنکه تولید هیدروژن از نور خورشید به تابش پیوسته نیاز دارد و ابرها و شب، این فرایند را متوقف میکنند. دوم اینکه ذخیرهسازی و انتقال هیدروژن گازی یا مستلزم فشردهسازی تا ۷۰۰ برابر فشار جو است یا نیاز به سرمایش تا منفی ۲۵۳ درجه سانتیگراد دارد؛ هر دو گزینه، پر هزینه و همراه با مخاطرات ایمنی هستند.
طبیعت میلیونها سال پیش راهحلی هوشمندانه برای این چالش یافته است. در فرایند فتوسنتز، گیاهان انرژی خورشید را جذب و آن را در واسطههای شیمیایی ذخیره میکنند. این انرژی ذخیرهشده، بعدا و بدون نیاز به نور، صرف ساخت قندها میشود. دانشمندان سالها است بهدنبال نسخه مصنوعی این فرایند دومرحلهای هستند، اما بیشتر نمونههای آزمایشگاهی «فوتوکاتالیز در تاریکی» به ساختارهای مولکولی پیچیده، کاتالیستهای گرانقیمت یا ورودی برق خارجی وابسته بودهاند.