2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
शोधकर्ता एक कृत्रिम पत्ते का अध्ययन कर रहे हैं।
कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के ज्वाइंट सेंटर फॉर आर्टिफिशियल फोटोसिंथेसिस के शोधकर्ताओं ने एक कृत्रिम पत्ता बनाया है जो हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन कोशिकाओं के लिए प्रकाश के संपर्क में आने पर पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित कर सकता है। यह कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के संदेश में कहा गया है। पिछले पांच वर्षों में इस दिशा में अनुसंधान किया गया है। वैज्ञानिकों ने ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान पत्रिका में अपने काम के परिणाम प्रकाशित किए।
कृत्रिम पत्ती, जो एक फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल है, जिसका काम पौधे के बाहरी अंग में प्रकाश संश्लेषण जैसा दिखता है, इसमें तीन मुख्य घटक होते हैं: एक फोटोएनोड, एक फोटोकैथोड और एक विशेष झिल्ली। जब सूरज की रोशनी फोटानोड से टकराती है, तो यह पानी को गैस, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित कर देती है। इस मामले में, प्रबुद्ध फोटोकैथोड प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को हाइड्रोजन अणुओं में संयोजित करने के लिए मजबूर करता है। परिणामी गैस एक विशेष प्लास्टिक झिल्ली से होकर गुजरती है, जिसके कारण हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अणु मिश्रित नहीं होते हैं। झिल्ली से गुजरने के बाद, हाइड्रोजन को स्टोरेज सिस्टम में फीड किया जाता है।
कृत्रिम पत्ती का सिद्धांत।
फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल के लिए फोटोएनोड और फोटोकैथोड सिलिकॉन या गैलियम आर्सेनाइड के आधार पर बनाए जा सकते हैं। हालांकि, ऐसे तत्वों को केवल पानी में रखने से वे निष्क्रिय हो जाएंगे; वे सिर्फ ऑक्सीकरण करते हैं। शोधकर्ताओं ने तत्वों को जंग से बचाने का एक तरीका खोजा है - वे टाइटेनियम डाइऑक्साइड (सफेदी, टूथपेस्ट और सनस्क्रीन में प्रयुक्त) की एक परत के साथ लेपित हैं, जो 62.5 नैनोमीटर मोटी है। जल अपघटन प्रतिक्रिया को कुशलतापूर्वक आगे बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने उत्प्रेरक का उपयोग किया।
अपघटन प्रक्रिया में प्लेटिनम सबसे प्रभावी उत्प्रेरक हो सकता है, लेकिन इसके उपयोग से संरचना की लागत बढ़ जाती है। शोधकर्ताओं ने कृत्रिम शीट में उत्प्रेरक के रूप में निकल स्पटरिंग का इस्तेमाल किया। फोटानोड इसके साथ कवर किया गया है। जमा परत केवल दो नैनोमीटर मोटी है। इस मामले में, फोटोकैथोड को उत्प्रेरक के साथ भी लेपित किया गया था - निकल-मोलिब्डेनम मिश्र धातु की एक पतली परत।
नया फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल बिना किसी रुकावट के 40 घंटे तक काम करने में सक्षम है। इसकी सतह का एक वर्ग सेंटीमीटर दस प्रतिशत सौर विकिरण को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम है, जिसे ईंधन कोशिकाओं के लिए हाइड्रोजन ईंधन के रूप में संग्रहीत किया जाता है।
