በሩዝ ዩኒቨርሲቲ መሐንዲሶች የተዘጋጀ አዲስ የአረንጓዴ ሃይድሮጂን ቴክኖሎጂ መስፈርት።
የሩዝ ዩኒቨርሲቲ መሐንዲሶች መዞር ይችላሉ የፀሐይ ብርሃን ወደ ሃይድሮጂን የሚቀጥለውን ትውልድ የሚያጣምር መሳሪያ ምስጋና ይግባውና ከመዝገብ ሰባሪ ቅልጥፍና ጋር halide perovskite ሴሚኮንዳክተሮች* ጋር ኤሌክትሮክካታሊስቶች በነጠላ፣ ዘላቂ፣ ወጪ ቆጣቢ እና ሊሰፋ የሚችል መሳሪያ።
አጭጮርዲንግ ቶ ጥናት በተፈጥሮ ኮሙኒኬሽን ውስጥ የታተመ, መሳሪያው 20.8% ከፀሃይ ወደ ሃይድሮጂን የመቀየር ብቃት አግኝቷል.
አዲሱ ቴክኖሎጂ ለንፁህ ኢነርጂ ትልቅ እርምጃ ሲሆን በፀሐይ የተሰበሰበ ኤሌክትሪክን ለመለወጥ ለብዙ ኬሚካላዊ ግብረመልሶች መድረክ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል መጋቢዎች ወደ ነዳጆች.
የኬሚካል እና ባዮሞሊኩላር መሐንዲስ ቤተ ሙከራ አድቲያ ሞሂቴ ሴሚኮንዳክተሩን ከውሃ የሚከላከለው የኤሌክትሮኖች ዝውውርን ሳያስተጓጉል የፀረ-corrosion barrier በመጠቀም የተቀናጀ የፎቶሪአክተር ገንብቷል።
የኬሚካል እና የባዮሞለኪውላር ምህንድስና የዶክትሬት ተማሪ እና የጥናቱ መሪ ደራሲ ኦስቲን ፌህር "ኬሚካል ለማምረት የፀሐይ ብርሃንን እንደ የሃይል ምንጭ መጠቀም ለንጹህ ኢነርጂ ኢኮኖሚ ትልቅ እንቅፋት ነው" ብሏል።
"ዓላማችን ከፀሀይ የተገኘ ነዳጅ ማመንጨት የሚችል ኢኮኖሚያዊ አቅም ያላቸው መድረኮችን መገንባት ነው። እዚህ, ብርሃንን የሚስብ እና ኤሌክትሮኬሚካልን የሚያጠናቅቅ ስርዓት ነድፈናል የውሃ መከፋፈል ኬሚስትሪ በላዩ ላይ"
መሳሪያው የፎቶኤሌክትሮኬሚካል ሴል በመባል ይታወቃል ምክንያቱም ብርሃንን መምጠጥ፣ ወደ ኤሌክትሪክ መቀየር እና ኤሌክትሪክን ለኬሚካላዊ ምላሽ መጠቀሙ ሁሉም በአንድ መሳሪያ ውስጥ ስለሚገኙ ነው። እስካሁን ድረስ አረንጓዴ ሃይድሮጂን ለማምረት የፎቶኤሌክትሮኬሚካል ቴክኖሎጂን በመጠቀም በአነስተኛ ቅልጥፍና እና በሴሚኮንዳክተሮች ከፍተኛ ወጪ ተስተጓጉሏል.
"የዚህ አይነት ሁሉም መሳሪያዎች የፀሐይ ብርሃንን እና ውሃን ብቻ በመጠቀም አረንጓዴ ሃይድሮጂንን ያመነጫሉ, የእኛ ግን ልዩ ነው ምክንያቱም ሪከርድ ሰባሪ ቅልጥፍና ስላለው እና ሴሚኮንዳክተር በጣም ርካሽ ነው" ሲል Fehr ተናግሯል.
የ ሞሂት ቤተ ሙከራ እና ተባባሪዎቹ መሳሪያውን በማዞር ፈጠሩት ከፍተኛ-ተወዳዳሪ የፀሐይ ሕዋስ ውሃ ወደ ኦክሲጅን እና ሃይድሮጂን ለመከፋፈል የተሰበሰበ ሃይል ሊጠቀም ወደሚችል ሬአክተር።
ማሸነፍ የነበረባቸው ፈተና ሃሊድ ፔሮቭስኪት* በውሃ ውስጥ በጣም ያልተረጋጋ እና ሴሚኮንዳክተሮችን ለመከላከል የሚያገለግሉ ሽፋኖች ተግባራቸውን የሚያበላሹ ወይም የሚጎዱ መሆናቸው ነው።
"ባለፉት ሁለት ዓመታት ውስጥ የተለያዩ ቁሳቁሶችን እና ቴክኒኮችን ወደ ኋላ እና ወደ ፊት እየሞከርን ነበር" ብሏል። ሚካኤል ዎንግ፣ የሩዝ ኬሚካል መሐንዲስ እና በጥናቱ ላይ ተባባሪ ደራሲ።
ረጅም ሙከራዎች የተፈለገውን ውጤት ማምጣት ካልቻሉ በኋላ ተመራማሪዎቹ በመጨረሻ አሸናፊ መፍትሄ አግኝተዋል.
"የእኛ ቁልፍ ግንዛቤ ወደ ማገጃው ሁለት ንብርብሮች ያስፈልጎት ነበር, አንደኛው ውሃውን ለመዝጋት እና አንድ በፔሮቭስኪት ሽፋኖች እና በመከላከያ ንብርብር መካከል ጥሩ የኤሌክትሪክ ግንኙነት ለመፍጠር" ሲል ፌር ተናግሯል.
"የእኛ ውጤቶች ለፎቶኤሌክትሮኬሚካላዊ ሴሎች ከፍተኛው ቅልጥፍና ያለ የፀሐይ ክምችት እና በአጠቃላይ ሃሊይድ ፔሮቭስኪት ሴሚኮንዳክተሮችን ለሚጠቀሙ በጣም ጥሩው ነው.
"በታሪክ ውድ በሆነ ሴሚኮንዳክተሮች ቁጥጥር ስር ለነበረው መስክ የመጀመሪያ ነው እና ለዚህ አይነት መሳሪያ ለመጀመሪያ ጊዜ የንግድ አዋጭነት መንገድን ሊወክል ይችላል" ሲል Fehr ተናግሯል።
ተመራማሪዎቹ የእንቅፋት ዲዛይናቸው ለተለያዩ ምላሾች እና ከተለያዩ ሴሚኮንዳክተሮች ጋር እንደሚሰራ አሳይተዋል፣ ይህም በብዙ ስርዓቶች ላይ ተፈፃሚነት ይኖረዋል።
ሞሂት እንዳሉት "እንዲህ ያሉ ስርዓቶች ብዙ አይነት ኤሌክትሮኖችን ወደ ነዳጅ-አመጣጣኝ ምላሽ ለመስጠት እንደ መድረክ ያገለግላሉ ብለን ተስፋ እናደርጋለን" ብለዋል ሞሂት.
"በተጨማሪ የመረጋጋት እና የመጠን ማሻሻያ, ይህ ቴክኖሎጂ የሃይድሮጂን ኢኮኖሚን ከፍቶ የሰው ልጅ ነገሮችን ከቅሪተ አካል ወደ የፀሐይ ነዳጅ መቀየር ይችላል" ሲል ፌር አክሏል.
ፔሮቭስኪት - ይህ ማዕድን ከሲሊኮን የበለጠ ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ ያለው እና በቀላሉ የማይበላሽ ነው። በተጨማሪም በምድር ላይ በጣም የተትረፈረፈ ነው. ባለፉት አስርት ዓመታት ውስጥ፣ ብዙ ጥረቶች አስደናቂ እድገቶችን አስከትለዋል፣ ነገር ግን ወደፊት በኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ውስጥ መወሰዱ አሁንም ፈታኝ ነው።
የፔሮቭስኪት የፎቶቮልታይክ ሴሎች አሁንም ያልተረጋጉ እና ያለጊዜው እርጅና ውስጥ ናቸው. ከዚህም በላይ ለአካባቢና ለሰው ልጅ ጤና በጣም ጎጂ የሆነ እርሳስን ይዘዋል። በእነዚህ ምክንያቶች ፓነሎች ለገበያ ሊቀርቡ አይችሉም.
Halogenated hybrid perovskites ከቅርብ ዓመታት ወዲህ ለድንቅ የፎቶ ኤሌክትሪክ ባህሪያቸው እና በፎቶቮልታይክ ሲስተም ውስጥ አፕሊኬሽኖቻቸው ላይ ያተኮሩ የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶች ክፍል ናቸው።
