پژوهشگران دانشگاه الزهرا، نانوفتوالکتروکاتالیستی را طراحی کرده‌اند که با بازده بالایی قادر است در فرایند تولید هیدروژن از آب در حضور نور خورشید شرکت کند و به گفته این محققان این محصول از ماده ارزان قیمت اکسید آهن تهیه شده است.

به گزارش ایسنا، دکتر عمران مرادلو عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا و از محققان این طرح، هیدروژن را یکی از حامل‌های انرژی پاک دانست که می‌تواند جایگزین سوخت‌های فسیلی شود و گفت: این سوخت پاک می‌تواند افزون بر استفاده به عنوان سوخت، در خودروهای هیدروژنی و الکتریکی مبتنی بر پیل‌های سوختی، در صنایع دیگر از جمله صنعت برق و نیروگاه‌های سیکل ترکیبی به عنوان خنک کننده‌ی ژنراتورها، در تولید آمونیاک، و یا در هیدروژناسیون ترکیبات غیراشباع هیدروکربنی به ‌کارگرفته شود.

وی ادامه داد: مهمترین نکته در تولید هیدروژن، کاربرد روش‌های کاملا سازگار با محیط زیست است تا بتوان هیدروژن را به عنوان سوخت پاک مطرح کرد. روش فتوالکتروشیمیایی یکی از این روش‌ها است که در آن هیدروژن با استفاده از شکافت آب بر روی یک فتوالکتروکاتالیست مناسب و از طریق برخورد نور خورشید بر سطح کاتالیست تولید می‌شود.

مرادلو با اشاره به تحقیقات انجام شده در این زمینه در دانشگاه الزهرا، یادآور شد: برای این منظور در پژوهش اخیر، نانوفتوالکتروکاتالیستی از اکسید آهن (هماتیت) و نقاط کوانتومی کربن طراحی و جهت تولید هیدروژن استفاده شد.

این عضو هیات علمی دانشگاه الزهرا دلیل انتخاب هماتیت به عنوان کاتالیست و اصلاح آن توسط نقاط کوانتومی را ارزان بودن آن ذکر کرد و عین حال یادآور شد: از سوی دیگر این مواد دارای بازدهی پایینی هستند از این رو ما با استفاده از نقاط کوانتومی کربن، اقدام به نانوساختارسازی هماتیت با سنتز هماتیت-نقاط کوانتومی کربن (CQD@α-Fe2O3) کردیم.

به گفته این محقق، این عمل باعث کاهش اندازه‌ ذرات هماتیت، غلبه بر محدودیت طول نفوذ کم حامل‌های بار درون ساختار هماتیت، و در نهایت افزایش 10 برابری بازدهی آن شده‌ است.

این محقق، اضافه کرد: با توجه به نتایج به دست آمده به نظر می‌رسد نانوساختارسازی، راهکار بسیار مناسبی برای افزایش بازدهی فتوالکتروکاتالیستی هماتیت است.

مرادلو با تاکید بر اینکه این پژوهش در مقیاس آزمایشگاهی اجرایی شده ‌است، یادآور شد: به دلیل پایداری مناسب و بازدهی قابل قبول فتوالکتروکاتالیست سنتز شده، با طراحی رآکتورهای مناسب می‌توان این طرح را در مقیاس پایلوت نیز اجرا کرد.

وی ذخیره سازی را یکی از محدودیت‌های مهم این حامل انرژی پاک عنوان کرد و گفت: لذا، تجاری سازی تولید هیدروژن جهت کاربردهای سوختی با رفع این نوع محدودیت‌ها امکان پذیر است. به همین دلیل است که گروه‌های تحقیقاتی زیادی در کشورهای توسعه یافته نظیر آلمان بر روی این موضوع در حال انجام طرح‌های عظیم تحقیقاتی هستند.

این تحقیقات از سوی دکتر عمران مرادلو از اعضای هیأت علمی گروه شیمی، زینب ربیعی دانش آموخته مقطع کارشناس ارشد شیمی تجزیه دانشگاه الزهرا و همکارانشان از دانشگاه حکیم سبزواری و دانشگاه صنعتی تگزاس آمریکا اجرایی و نتایج آن در مجله‌ Applied Catalysis B: Environmental با ضریب تأثیر 9.45 منتشر شده است.