Միչիգանի համալսարանի գիտնականները ներկայացրել են կատալիզատորների նոր համակարգ, որը թույլ է տալիս արևի լույսի օգնությամբ ջրածին ստանալ սովորական, չաղազերծված ծովի ջրից։ Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nature Synthesis ամսագրում։
Խնդիրն այն է, որ չեզոք ջրում ջրածնի ստացման ռեակցիան բավականին դանդաղ է ընթանում. ջրածնի մատակարարումն ու տեղափոխումը դեպի ակտիվ կենտրոններ սահմանափակ են։ Նոր աշխատանքում գիտնականները լուծել են այս հարցը՝ ստեղծելով եռակի ինտերֆեյսով կառուցվածք՝ ատոմային մակարդակում ցրված քրոմի հիդրօքսիդի կլաստերներ՝ պլատինով պատված գալիումի նիտրիդի (GaN) նանոմետրաձողերի վրա։
Այդ երեք ինտերֆեյսները միավորում են ջրի ակտիվացումը, ջրածնի տեղափոխումն ու Pt–H կապի ձևավորումը, ինչի շնորհիվ ջրածինը արագ «մղվում» է։ Այսպես հնարավոր է դարձել շրջանցել սովորական միաինտերֆեյս համակարգերին բնորոշ կինետիկ սահմանափակումները։
Փորձարկումների ընթացքում չեզոք աղային պայմաններում, կենտրոնացված արևի լույսի ներքո և ջրածնի հակադարձ էլեկտրոդի նկատմամբ զրո լարման դեպքում ստացվել է մոտ 100 մԱ/սմ² ֆոտոհոսանքի խտություն, իսկ համակարգը շարունակաբար աշխատել է ավելի քան 50 ժամ։
Related News
Բացի այդ, հիդրազինով աջակցվող ծովի ջրի ֆոտոէլեկտրոլիզի դեպքում ֆոտոկաթոդն ապահովել է մոտ 70 մԱ/սմ² հոսանքի խտություն՝ առանց արտաքին լարման կիրառման։ Հեղինակները բազմաինտերֆեյս ջրածնի կառավարումը համարում են խոստումնալից ռազմավարություն ջրածնի գործնական արտադրության ճանապարհին։
Նշենք, որ աշխատանքին առնչվող որոշ մտավոր սեփականություն լիցենզավորվել է NX Fuels ընկերությանը, որը համահիմնադրել է հետազոտության ղեկավարներից Զետյան Մին։ Միչիգանի համալսարանը և Մին այդ ընկերությունում ֆինանսական շահ ունեն, մյուս հեղինակները շահերի բախում չեն հայտնել։
Related News
Թվերը տպավորիչ են, բայց դրանք դեռ լաբորատոր պայմանների թվեր են։ Կենտրոնացված արևի լույսը, որի ներքո ստացվել է 100 մԱ/սմ² ցուցանիշը, իրական դաշտում հասանելի չէ առանց լրացուցիչ օպտիկական համակարգերի, իսկ դրանք էլ իրենց հերթին արժեն ու տեղ են զբաղեցնում։ Այստեղ է, որ լավագույն լաբորատոր արդյունքները սովորաբար սկսում են տարբերվել իրական կիրառությունից։
Ուշադրության արժանի է մեկ այլ բան՝ 50 ժամ անընդհատ աշխատանքը։ Ծովի ջրի էլեկտրոլիզի հիմնական խնդիրը ոչ թե արդյունավետությունն է, այլ կոռոզիան ու աղերի նստվածքը, որոնք աստիճանաբար փչացնում են էլեկտրոդները։ Եթե նոր կառուցվածքը իսկապես դիմանում է նման պայմաններին, դա ավելի կարևոր է, քան ցանկացած ֆոտոհոսանք։
Հեղինակներից մեկի ֆինանսական կապը NX Fuels ընկերության հետ բացահայտված է, ինչը նորմալ պրակտիկա է, սակայն հիշեցնում է, որ նման հայտնագործությունների ճանապարհը դեպի շուկա անցնում է ոչ միայն գիտական, այլև կոմերցիոն շահերի միջով։
