تیم از کاتالیزورهای طبیعی برای توسعه روش ارزان قیمت تولید هیدروژن سبز استفاده می کند

کارشناسان برای ایجاد روشی عملی برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از کاتالیزورهای پایدار، نیروهای خود را متحد کرده اند

کارشناسان سوانسی و گرنوبل برای ایجاد روشی عملی برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از کاتالیزورهای پایدار به نیروهای خود ملحق شده اند.

محققان اکنون امیدوارند که کار آنها گام بزرگی در جهت ساده تر، مقرون به صرفه تر و مقیاس پذیرتر کردن تولید هیدروژن سبز باشد.

دکتر موریتز کوئنل، مدرس ارشد گروه شیمی دانشگاه سوانسی، گفت: “در کار خود از آنزیم های طبیعی – هیدروژنازها – برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از نور خورشید استفاده می کنیم. برخلاف کاتالیزورهای مصنوعی که بر پایه فلزات گرانبها مانند پلاتین هستند، هیدروژنازها فقط حاوی زمین هستند. عناصر فراوانی مانند آهن و نیکل. با این حال، این آنزیم ها بسیار حساس هستند و به سرعت در معرض هوا غیرفعال می شوند و استفاده عملی از آنها را تقریبا غیرممکن می کند.

این تیم اکنون حلال های مهندسی شده ای را توسعه داده اند که هیدروژنازها را قادر می سازد در هوا عمل کنند. قرار دادن آن‌ها به جای آب در این حلال‌ها باعث فعال‌تر و پایدارتر شدن آن‌ها می‌شود، به طوری که می‌توان از آن‌ها عملاً در هوا برای تولید هیدروژن استفاده کرد.

دکتر کریستین کاوازا، دانشمند ارشد در CEA گرنوبل، افزود: “ما نانوذرات مصنوعی را با آنزیم های طبیعی در مواد به اصطلاح ترکیبی ادغام کردیم، که بهترین های هر دو دنیا را برای دستیابی به عملکرد جدید و برتر ترکیب می کند. نانوذرات TiO 2 در استفاده از نور خورشید عالی _هستند . تولید بارها و هیدروژنازها در استفاده از این بارها برای تولید هیدروژن سبز بسیار کارآمد هستند.

بنابراین ترکیب این دو امکان تولید موثر هید روژن سبز از نور خورشید را فراهم می کند، چیزی که هیچ یک از اجزای جداگانه قادر به انجام آن نیستند.

این تحقیق تخصص دانشگاه سوانسی را در زمینه فوتوکاتالیز، طراحی حلال و تمرکز آن بر ارائه راه حل های عملی برای مشکلات پیچیده گرد هم آورد و این را با دانش استخراج آنزیم های طبیعی و استفاده از آنها برای تبدیل انرژی های تجدید پذیر در کمیسیون انرژی های جایگزین و انرژی اتمی (CEA) و دانشگاه گرنوبل آلپ (UGA).

این همکاری نتیجه مشارکت استراتژیک سوانسی با UGA بود. یافته های محققان به تازگی توسط مجله بین المللی Angewandte Chemie منتشر شده است .

دکتر آلن لو گاف، دانشمند ارشد در CNRS گرنوبل، گفت: “این کار نمونه ای الهام بخش از این است که چگونه ترکیب تخصص چندین شریک در یک همکاری بین المللی می تواند به پیشرفت های تحقیقاتی اساسی منجر شود.”

هیدروژن سبز به عنوان سوختی برای کربن زدایی حمل و نقل – به ویژه HGV، حمل و نقل هوایی طولانی مدت، بخش دریایی که در آن برق رسانی قابل دوام نیست – و همچنین صنایع شیمیایی، به ویژه تولید کود، و برای بخش انرژی مورد نیاز است.

با این حال، هزینه های تولید هیدروژن سبز در حال حاضر استفاده از آن را در مقیاس بزرگ محدود می کند، به همین دلیل است که این تحقیق برای آینده بسیار مهم است.

استفاده از کاتالیزورهای پایدار مانند هیدروژنازها به جای پلاتین گران قیمت می تواند هزینه الکترولیزها و پیل های سوختی را کاهش دهد و تولید و استفاده هیدرو ژن سبز را ارزان تر کند. همچنین وابستگی به واردات را کاهش می دهد که می تواند توسط عوامل خارجی مختل شود.