وباستخدام الطاقة الشمسية، يمكن لجهاز جامعة كامبريدج أن يعمل في أي مياه مفتوحة دون الحاجة إلى كهرباء.
جهاز عائم تم اختباره على نهر كام، كامبريدج. الصورة: فيرجيل أندريه
نجح فريق من جامعة كامبريدج في تطوير جهاز يعمل بالطاقة الشمسية، مستوحى من عملية التمثيل الضوئي، ويمكنه في الوقت نفسه إنتاج وقود الهيدروجين والمياه النظيفة من مياه البحر أو المياه الملوثة، وفق ما ذكر موقع نيو أطلس في 14 نوفمبر/تشرين الثاني. نظرًا لأنه يعمل في أي مياه مفتوحة ولا يتطلب مصدر طاقة خارجي، يمكن تثبيت الجهاز في المناطق النائية أو الأماكن ذات الموارد المحدودة. نُشر بحث جديد في مجلة Nature Water.
إن عملية تقسيم الماء الضوئي تعمل على تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى هيدروجين ولكنها تتطلب عادة مياه نقية وأرضًا لبناء المصنع، كما أنها تولد حرارة مهدرة. يستخدم جهاز تحفيز الضوء الذي طوره فريق من جامعة كامبريدج أي مصدر للمياه غير المعالجة، مما يجعله حلاً أكثر استدامة.
قاموا بوضع المادة الضوئية المحفزة التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية على شبكة كربون نانوية تمتص الأشعة تحت الحمراء لتوليد بخار الماء الذي تستخدمه المادة الضوئية المحفزة لإنتاج الهيدروجين. تساعد شبكة الكربون المسامية، المعالجة لطرد الماء، المادة الضوئية المحفزة على الطفو والانفصال عن الماء الموجود أسفلها، مما يمنع الملوثات من التأثير على أدائها. بالإضافة إلى ذلك، يسمح هذا الهيكل للجهاز بحصاد الطاقة الشمسية بكفاءة أكبر.
واستخدم الفريق طبقة تمتص الأشعة فوق البنفسجية فوق الجهاز العائم لإنتاج الهيدروجين عن طريق تقسيم الماء. يتم نقل الضوء المتبقي في الطيف الشمسي إلى أسفل الجهاز، مما يؤدي إلى تبخر الماء. تحاكي هذه العملية عملية النتح - وهي العملية التي يتحرك بها الماء عبر النبات ويتبخر من أجزاء مثل الأوراق والسيقان والزهور.
قام العلماء باختبار الجهاز باستخدام مجموعة متنوعة من مصادر المياه، بما في ذلك المياه من نهر كام في وسط كامبريدج ومياه الصرف الصحي العكرة من صناعة الورق. وفي مياه البحر الاصطناعية، احتفظ الجهاز بنسبة 80% من أدائه الأولي بعد 154 ساعة. وبما أن المادة الضوئية المحفزة منفصلة عن الملوثات الموجودة في الماء وتظل جافة نسبيًا، فإن الجهاز يمكنه الحفاظ على الاستقرار أثناء التشغيل، وفقًا للفريق.
ثو تاو (وفقًا لأطلس الجديد )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)