Studiuesit koreano-jugorë kanë zhvilluar një metodë të re për prodhimin e hidrogjenit nga kallamsheqeri, një lëndë djegëse e cilësuar si energjia e gjeneratës së ardhshme.
Kjo teknologji e re shfrytëzon fuqinë e diellit dhe një burim të pamundur – mbetjet e kallamsheqerit.
Hulumtimi përshkruan një sistem të ri fotoelektrokimik duke përdorur furfural, një kimikat i vlefshëm nga mbetjet e kallamsheqerit.
“Kjo metodë inovative përdor biomasën e përftuar nga mbetjet e kallamsheqerit dhe fotoelektrodat e silikonit për të gjeneruar H2 ekskluzivisht duke përdorur rrezet e diellit, duke arritur një shkallë prodhimi katër herë më të lartë se standardi i komercializimit i vendosur nga Departamenti i Energjisë i SHBA (DOE)”, zbuloi deklarata për shtyp nga Instituti Kombëtar i Shkencës dhe Teknologjisë Ulsan.
Metoda e prodhimit të sheqerit
Hidrogjeni (H2) konsiderohet si karburant i gjeneratës së ardhshme, sepse digjet pastër, duke mos prodhuar gazra serë. Për më tepër, ajo ka një densitet të lartë të ruajtjes së energjisë, e cila vlerësohet të jetë 2.7 herë më e madhe se ajo e benzinës.
Megjithatë, shumica e H2 të prodhuar vjen nga gazi natyror, i cili çliron sasi të larta të dioksidit të karbonit që ngroh planetin.
Për të kapërcyer këto çështje, ekipi krijoi një sistem prodhimi H2 fotoelektrokimik (PEC) miqësor ndaj mjedisit.
Në këtë sistem inovativ, rrezet e diellit ushqejnë një proces me dy drejtime.
Në një elektrodë bakri, furfural oksidohet për të prodhuar hidrogjen. Është interesante se ky reagim prodhon gjithashtu acid furoik, një nënprodukt me vlerë të lartë.
Në të njëjtën kohë, uji ndahet në fotoelektrodën tjetër të silikonit, duke gjeneruar hidrogjen. Ky mekanizëm i dyfishtë i prodhimit është çelësi i efikasitetit të tyre të jashtëzakonshëm.
Ky sistem arrin një shkallë prodhimi hidrogjeni prej 1.4 mmol për centimetër katror në orë.
“Ky mekanizëm i dyfishtë i prodhimit teorikisht dyfishon shkallën e prodhimit në krahasim me sistemet konvencionale PEC, me performancën aktuale që arrin 1.4 mmol/cm2·h, gati katër herë më shumë se objektivi i Departamentit të Energjisë së SHBA prej 0.36 mmol/cm2·h,” shpjeguan studiuesit .
Magjia pas këtij efikasiteti qëndron në mënyrën se si sistemi menaxhon energjinë.
Kur rrezet e diellit godasin fotoelektrodën e silikonit, ajo gjeneron elektrone.
Procesi i prodhimit të H2 fillon kur fotoelektroda thith rrezet e diellit dhe gjeneron elektrone. Ekipi thotë se silikoni kristalor është ideal për të prodhuar shumë elektrone.
Megjithatë, ka një sfidë. Tensioni i gjeneruar është zakonisht i ulët, gjë që e bën të vështirë fillimin e prodhimit të hidrogjenit pa një burim të jashtëm energjie.
Ekipi e kapërceu këtë sfidë duke prezantuar një reaksion oksidimi furfural në elektrodën kundërshtare. Ky reagim balancon tensionin e sistemit.
Ata gjithashtu e mbyllën elektrodën në fletë mbrojtëse nikel dhe shtresa xhami për stabilitetin afatgjatë të sistemit në elektrolit.
Është interesante se fotoelektroda e silikonit e ekipit UNIST ka një “dizajn të zhytur” që e fton natyrshëm, duke çuar në efikasitet më të mirë të të gjithë sistemit.
Ky zhvillim i ri shënon një hap të madh drejt një ekonomie të qëndrueshme hidrogjeni duke përdorur biomasë të bollshme dhe energji diellore. Kjo mund t’i sjellë vendet më afër prodhimit të karburantit hidrogjen më të pastër dhe më të lirë.
Profesor Ji-Wook Jang deklaroi se kjo teknologji mund të ndihmojë në rritjen e “qëndrueshmërisë ekonomike të H2 diellore dhe të sigurojë çmime konkurruese ndaj H2 me bazë karburanti fosil”.
