استخراج اکسیژن و هیدروژن از آب در شرایط میکروگرانش

تهران– ایرنا- محققان آمریکایی راهکار جدیدی را برای به دست آوردن اکسیژن و هیدروژن از آب در شرایط میکروگرانشی ابداع کردند که در آن تنها از یک ماده نیمه رسانا و نور خورشید استفاده می شود؛ مهمترین کاربرد این دستاورد در سفرهای فضایی است.

به گزارش روز چهارشنبه گروه اخبار علمی ایرنا از پایگاه خبری ساینس دیلی، محققان پیش از این تکنیک ساده ای موسوم به کاتالیزگر نوری را برای تجزیه آب توسعه داده اند که در آن از فوتون ها، یک ماده نیمه رسانا و آب برای ایجاد حفره الکترونی استفاده می شود. حفره الکترونی در واقع به معنای فقدان الکترون در لایه ظرفیت است که در اثر تغییر سطح الکترون های نوار ظرفیت در نیمه رسانا اتفاق می افتد.
هنگامی که ماده نیمه رسانا فوتون ها را جذب می کند، یک الکترون آزاد می شود و این واکنش یک پروتون را از مولکول آب خارج می کند و این پروتون می تواند آزادانه با الکترون ترکیب شده و یک اتم هیدروژن بسازد. حفره الکترونی ایجاد شده نیز توسط یکی از الکترون های مولکول آب پر می شود که با ترکیب با پروتون ها می تواند یک اتم اکسیژن بسازد.
این سیستم قابلیت تولید سوخت هیدروژنی مورد نیاز فضاپیما و اکسیژن مورد نیاز فضانوردان را دارد. در شرایط میکروگرانش، کاتالیزگر نوری موجب تولید حباب های اکسیژن در نزدیکی ماده کاتالیزور می شود. در سطح زمین، خاصیت شناوری موجب بالا آمدن این حباب ها به سطح آب می شوند، اما در شرایط میکروگرانش حباب ها در نزدیکی کاتالیزور باقی می مانند.
محققان در قالب فرآیند خاصی توانستند در سطح ماده نیمه رسانا ساختارهای هرمی شکلی را در مقیاس نانو بسازند که موجب حرکت حباب ها به سمت نوک هرم و آزاد شدن آن ها می گردد. این فرآیند موجب بالا آمدن حباب ها و جدایی آن ها از ماده نیمه رسانا می شود اما حباب ها همچنان درون آب باقی می مانند.
اکنون محققان به دنبال روش های موثری برای خارج کردن حباب ها از درون آب هستند.
ریزگرانش یا میکروگرانش (µg) به شرایطی گفته می‌شود که همانند بی‌وزنی و گرانش صفر (zero-g) است با این تفاوت که نیروی گرانش دقیقاً صفر نیست و مقدار کوچکی دارد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
علمی (6)**9259*2017

انتهای پیام /*

ارسال دیدگاه ها

برای ارسال دیدگاه از فرم پایین صفحه استفاده کنید
فرستنده *
پست الکترونیک
کد امنیتی
ارسال یادداشت ارسال