Ο ερευνητής του Πανεπιστημίου της Κεντρικής
Φλόριντα, καθηγητής Γιανγκ Γιανγκ, ανέπτυξε ένα πρωτοποριακό υβριδικό
νανοϋλικό που χρησιμοποιεί τη δύναμη της ηλιακής ενέργειας, για να
μετατρέψει το θαλασσινό νερό σε υδρογόνο.
Η ανακάλυψη του Γιανγκ προέκυψε μετά από 10 χρόνια έρευνας. Τα υπάρχοντα υλικά που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία καυσίμου υδρογόνου είναι αρκετά δαπανηρά και όχι ιδιαίτερα αποτελεσματικά, σε αντίθεση με τη νέα μέθοδο του Γιανγκ.
Η ηλιακή διάσπαση του υδρογόνου είναι κάτι που πολλοί ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του Γιανγκ, επιδιώκουν εδώ και χρόνια. «Έχουμε ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο να διαχωρίζουμε πραγματικό νερό, όχι μόνο επεξεργασμένο καθαρό νερό μέσα σε ένα εργαστήριο», δήλωσε ο Γιανγκ. «Η μέθοδός μας λειτουργεί εξαιρετικά με θαλασσινό νερό», πρόσθεσε.
Για να δημιουργηθεί καύσιμο υδρογόνου, απαιτείται ένας φωτοκαταλύτης, δηλαδή ένα υλικό που αντιδρά χημικά όταν εκτίθεται στο φως. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπ’ όψιν τη διαβρωτική και ιδιαίτερη φύση του θαλασσινού νερού, ο Γιανγκ χρειαζόταν έναν μοναδικά ανθεκτικό φωτοκαταλύτη, και για αυτό ανέπτυξε το υβριδικό νανοϋλικό.
Η κατασκευή του νανοϋλικού ξεκίνησε με ένα λεπτό φύλλο διοξειδίου του τιτανίου, του πιο συνηθισμένου φωτοκαταλύτη, στο οποίο είχαν χαραχθεί νανοκοιλότητες. Στη συνέχεια, οι κοιλότητες αυτές επικαλύφθηκαν με νανονιφάδες δισουλφιδίου του μολυβδαινίου, ενός δισδιάστατου υλικού με πάχος όσο ένα άτομο. Το υλικό αυτό είναι σχεδόν δύο φορές πιο αποτελεσματικό από τους περισσότερους φωτοκαταλύτες, διότι αντί να μετατρέπει ένα περιορισμένο εύρος φωτός σε ενέργεια, μπορεί να μετατρέψει από υπεριώδη έως σχεδόν υπέρυθρη ακτινοβολία σε ενέργεια, καλύπτοντας μια πολύ ευρύτερη περιοχή του φάσματος.
Εάν αυτό το νανοϋλικό χρησιμοποιηθεί σε ευρύτερη κλίμακα, η διαδικασία ενδεχομένως να συμβάλει στην παραγωγή σημαντικής ποσότητας πράσινης ενέργειας, αντικαθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα και καταπολεμώντας την κλιματική αλλαγή, υποστηρίζει ο Γιανγκ.
Η ανακάλυψη του Γιανγκ προέκυψε μετά από 10 χρόνια έρευνας. Τα υπάρχοντα υλικά που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία καυσίμου υδρογόνου είναι αρκετά δαπανηρά και όχι ιδιαίτερα αποτελεσματικά, σε αντίθεση με τη νέα μέθοδο του Γιανγκ.
Η ηλιακή διάσπαση του υδρογόνου είναι κάτι που πολλοί ερευνητές, συμπεριλαμβανομένου του Γιανγκ, επιδιώκουν εδώ και χρόνια. «Έχουμε ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο να διαχωρίζουμε πραγματικό νερό, όχι μόνο επεξεργασμένο καθαρό νερό μέσα σε ένα εργαστήριο», δήλωσε ο Γιανγκ. «Η μέθοδός μας λειτουργεί εξαιρετικά με θαλασσινό νερό», πρόσθεσε.
Για να δημιουργηθεί καύσιμο υδρογόνου, απαιτείται ένας φωτοκαταλύτης, δηλαδή ένα υλικό που αντιδρά χημικά όταν εκτίθεται στο φως. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπ’ όψιν τη διαβρωτική και ιδιαίτερη φύση του θαλασσινού νερού, ο Γιανγκ χρειαζόταν έναν μοναδικά ανθεκτικό φωτοκαταλύτη, και για αυτό ανέπτυξε το υβριδικό νανοϋλικό.
Η κατασκευή του νανοϋλικού ξεκίνησε με ένα λεπτό φύλλο διοξειδίου του τιτανίου, του πιο συνηθισμένου φωτοκαταλύτη, στο οποίο είχαν χαραχθεί νανοκοιλότητες. Στη συνέχεια, οι κοιλότητες αυτές επικαλύφθηκαν με νανονιφάδες δισουλφιδίου του μολυβδαινίου, ενός δισδιάστατου υλικού με πάχος όσο ένα άτομο. Το υλικό αυτό είναι σχεδόν δύο φορές πιο αποτελεσματικό από τους περισσότερους φωτοκαταλύτες, διότι αντί να μετατρέπει ένα περιορισμένο εύρος φωτός σε ενέργεια, μπορεί να μετατρέψει από υπεριώδη έως σχεδόν υπέρυθρη ακτινοβολία σε ενέργεια, καλύπτοντας μια πολύ ευρύτερη περιοχή του φάσματος.
Εάν αυτό το νανοϋλικό χρησιμοποιηθεί σε ευρύτερη κλίμακα, η διαδικασία ενδεχομένως να συμβάλει στην παραγωγή σημαντικής ποσότητας πράσινης ενέργειας, αντικαθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα και καταπολεμώντας την κλιματική αλλαγή, υποστηρίζει ο Γιανγκ.
