Ερευνητές από το Ινστιτούτο Επιστημών του Τόκιο πιστεύουν ότι το νερό έχει τη δυνατότητα να παρέχει μελλοντικές βιώσιμες πηγές ενέργειας μέσω μιας διαδικασίας φωτοχημικής οξείδωσης, μιας διαδικασίας που χρησιμοποιεί το φως για να διασπάσει τα μόρια του νερού.
Διάσπαση νερού για παραγωγή καθαρού υδρογόνου
Η μελέτη, σύμφωνα με το Aqua Tech, βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα στο Ινστιτούτο του Τόκιο της Ιαπωνίας, η οποία διερεύνησε τη χρήση διαφορετικών καταλυτών και συνθηκών για τη διάσπαση του νερού στα συστατικά μέρη του οξυγόνου και υδρογόνου χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως. Έχουν δοκιμαστεί διαφορετικοί καταλύτες που παράγουν μια μεγάλη ποικιλία αποτελεσμάτων, και ενώ η μέθοδος είχε τη δυνατότητα να παράγει καθαρό υδρογόνο, οι καταλύτες που χρησιμοποιήθηκαν είχαν και μειονεκτήματα.
Βελτίωση της αποτελεσματικότητας
Η οξείδωση του νερού έχει τεράστιες δυνατότητες για την παραγωγή βιώσιμης ενέργειας, αλλά η καταλυτική δραστηριότητα και οι καταλύτες πίσω από την αντίδραση δεν είναι πλήρως κατανοητές. Οι ερευνητές, με επικεφαλής την επίκουρη καθηγήτρια Megumi Okazaki, ερευνούν ενεργά τους παράγοντες που οδηγούν αυτή τη διαδικασία, με την τελευταία τους καινοτόμα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Chem Catalysis.
Η φωτοχημική οξείδωση του νερού είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει τη χρήση φωτός για τη διάσπαση των μορίων του νερού, απελευθερώνοντας οξυγόνο στη διαδικασία. Η ομάδα εργάζεται για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της διαδικασίας, η οποία θα μπορούσε να προωθήσει την ικανότητά της να παρέχει λύσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Η ομάδα επικεντρώθηκε στον ρόλο των φωτοευαισθητοποιητών Ru(II), των καταλυτών οξειδίου μετάλλου (MOx) και των συνθηκών pH. Χρησιμοποίησαν μια νέα προσέγγιση για την εκτίμηση του δυναμικού αντίδρασης (EMOx) των καταλυτών χωρίς να απαιτούνται πολύπλοκες ηλεκτροχημικές ρυθμίσεις. Αντίθετα, χρησιμοποιήθηκε ανάλυση δεδομένων για τον προσδιορισμό των ορίων στα οποία ξεκίνησε η εξέλιξη του οξυγόνου για να αξιολογηθεί και πώς το πιθανό χάσμα μεταξύ του φωτοευαισθητοποιητή και του καταλύτη επηρέασε την απόδοση.
Οι συνθήκες έναρξης του pH ποικίλλουν μεταξύ διαφορετικών καταλυτών MOx. Αυτό καθορίζει εάν λαμβάνει χώρα η οξείδωση του νερού, υπογραμμίζοντας τη σημασία της προσαρμογής των περιβαλλόντων αντίδρασης για κάθε καταλύτη.
Προσδιορισμός βέλτιστων λύσεων
Οι ερευνητές είναι βέβαιοι ότι η μελέτη επιβεβαίωσε ότι «το δυναμικό αντίδρασης λεπτής ρύθμισης και οι συνθήκες pH μπορούν να ενισχύσουν σημαντικά την αποτελεσματικότητα της οξείδωσης του νερού». Ο προσδιορισμός των βέλτιστων συνθηκών για κάθε καταλύτη παρέχει ένα στρατηγικό πλαίσιο για το σχεδιασμό πιο αποτελεσματικών συστημάτων.
Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αναπτύσσοντας μια απλοποιημένη μέθοδο εκτίμησης των δυνατοτήτων αντίδρασης, αυτή η έρευνα γίνεται πιο προσιτή και οικονομικά αποδοτική. Αυτή η καινοτομία θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο που σχεδιάζουμε και επιλέγουμε καταλύτες, επιταχύνοντας την πρόοδο προς πιο αποτελεσματικές και βιώσιμες ενεργειακές λύσεις.
Οι δυνατότητες για μια τέτοια διαδικασία είναι ότι δημιουργεί νέες και πρακτικές λύσεις για την επίλυση των σημερινών ενεργειακών προβλημάτων στον κόσμο και δείχνει το δρόμο προς τα εμπρός για καθαρή και βιώσιμη παραγωγή ενέργειας.
Η δυνατότητα ενσωμάτωσης ενός συστήματος παραγωγής ενέργειας στα αποτυπώματα παραγωγής ή επεξεργασίας νερού μπορεί να είναι αρκετά μακριά, αλλά μελέτες όπως αυτές παρέχουν μια εικόνα για το τι είναι δυνατό στο πλέγμα νερού-ενέργειας.
www.worldenergynews.gr
