به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، دانشمندان دانشگاه علوم توکیو از زنگ زدگی به عنوان یک کاتالیزور در تولید هیدروژن با کمک نور از زباله‌های آلی استفاده کرده‌اند و دریافتند که این روش ۲۵ برابر بیشتر از کاتالیزورهای تیتانیوم دی اکسید هیدروژن تولید می‌کند.

برخی کشورها به ویژه ژاپن و کره جنوبی، به هیدروژن به چشم یک سوخت پاک در آینده می‌نگرند و پیوسته به دنبال به‌روزرسانی روش‌های خود هستند تا راهی برای ایجاد "هیدروژن اقتصادی" با انتشار آلایندگی صفر فراهم کنند که در آن حمل و نقل عمدتا توسط موتورهای هیدروژنی انجام شود که تنها محصول نهایی آنها آب باشد.

با این حال هنوز روش‌های تولید اقتصادی و پایدار هیدروژن توسعه نیافته‌اند. الکترولیز، انرژی زیادی را هدر می‌دهد و از آب شیرین استفاده می‌کند. تولید گاز یا زغال سنگ مقادیر زیادی کربن را در محل تولید آزاد می‌کند و برای محیط زیست مضر است. فرآیندهای فوتوکاتالیستی خورشیدی که در دهه ۱۹۷۰ اختراع شد نیز هیدروژن کمی تولید می‌کند و کاتالیزور تیتانیوم دی اکسید که در آن استفاده می‌شود نیز ارزشش را ندارد.

اکنون گروهی از دانشگاه علوم توکیو معتقدند که راه حلی برای تولید هیدروژن فوتوکاتالیستی ارزان و بسیار کارآمد بر اساس نوع خاصی از زنگ زدگی یافته‌اند.

این گروه با استفاده از نور لامپ جیوه/ زنون، محلول آب-متانول و نوعی زنگ زدگی به نام "α-FeOOH" به عنوان کاتالیزور دریافت می‌تواند نسبت به روش استفاده از تیتانیوم دی اکسید، ۲۵ برابر بیشتر هیدروژن تولید کند.

فتوکاتالیست به کاتالیزورهایی گفته می‌شود که در حضور نور فعال می‌شوند. فتوکاتالیست‌ها معمولا اکسیدهای جامد نیمه‌رسانا هستند که با جذب فوتون‌ها یک جفت الکترون-حفره در آنها ایجاد می‌شود. این الکترون-حفره می‌تواند با مولکول‌های موجود در سطح ذرات واکنش دهد. از فتوکاتالیست‌ها در تصفیه آب، تصفیه آلاینده‌ها از هوا، شیشه‌های خودتمیزشونده، تجزیه مولکول‌های آلی و غیره استفاده می‌شود.

"زنگ زدن"(Rust) عبارتی است که به اکسیداسیون آهن اطلاق می‌شود. اکسیداسیون آهن معمولا از طریق واکنش با اکسیژن صورت می‌گیرد، اما نوع‌های دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است که به آن زنگ سبز می‌گویند.

به عنوان یک مزیت افزوده، به نظر می‌رسد که چیزی در مورد این شکل خاص از زنگ زدگی باعث جلوگیری از اتصال مجدد گاز هیدروژن با اکسیژن موجود در ظرف واکنش می‌شود، جداسازی آسان‌تر را موجب می‌شود و از خطر بالقوه انفجار جلوگیری می‌کند.

این روش می‌تواند تولید هیدروژن را بیش از ۴۰۰ ساعت به شکلی پایدار ادامه دهد.

این گروه در گام بعدی قصد دارد دقیقاً بررسی کند که اکسیژن چه نقشی در فعال کردن واکنشهای "α-FeOOH" ناشی از نور دارد، زیرا در هنگام خارج شدن اکسیژن از محفظه واکنش، کار به طور کلی متوقف شد.

در حالی که این روش هنوز هم برای ایجاد هیدروژن نیاز به تجزیه آب دارد و به یک منبع نامحدود متصل نیست، می‌تواند یک روش کارآمد برای این کار با استفاده از نور خورشید بدون نیاز به کاتالیزورهای گران قیمت باشد.

این مطالعه در Chemistry: A European Journal منتشر شده است.

انتهای پیام