محققان مرکز CHASE در ایالات متحده با بهره‌گیری از ساختارهای سه‌بعدی سیلیکون در فوتوالکترودها، موفق به افزایش قابل توجه بازدهی فرآیند تبدیل دی‌اکسید کربن به سوخت‌های مایع با استفاده از انرژی خورشیدی شده‌اند. این دستاورد، گامی مهم در جهت توسعه فناوری‌های تولید سوخت‌های پاک و پایدار محسوب می‌شود.
به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، مرکز CHASE، به‌عنوان یک کنسرسیوم تحقیقاتی با حمایت وزارت انرژی ایالات متحده، متشکل از جمعی از برجسته‌ترین دانشمندان دانشگاه‌های معتبر همچون پرینستون و ییل است. با توجه به چالش‌های ناشی از مصرف روزافزون سوخت‌های فسیلی و اثرات مخرب زیست‌محیطی آن‌ها، جستجو برای منابع انرژی پاک و پایدار از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا، محققان به دنبال توسعه فناوری‌هایی هستند که بتوانند انرژی خورشیدی را به صورت مستقیم به سوخت‌های مایع تبدیل کنند.
سوخت‌های خورشیدی مایع، موادی هستند که از طریق واکنش‌های شیمیایی تحت تأثیر نور خورشید تولید می‌شوند و می‌توانند به‌عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند. فرآیند تولید این سوخت‌ها شباهت زیادی به فرایند فتوسنتز در گیاهان دارد، با این تفاوت که به جای تولید قند، محصول نهایی این فرآیند، سوخت‌های مایع مانند متانول است.
در مطالعات پیشین، محققان از فوتوالکترودهای سیلیکونی برای تولید سوخت‌های خورشیدی مایع استفاده کرده‌اند. با این حال، در این مطالعات از سیلیکون با سطح صاف استفاده می‌شد که محدودیت‌هایی را برای بهبود عملکرد این سیستم‌ها ایجاد می‌کرد. در مطالعه جدید، محققان مرکز CHASE با استفاده از سیلیکون سطح بالا، توانسته‌اند به نتایج بسیار امیدوارکننده‌ای دست یابند.
سیلیکون سطح بالا به دلیل دارا بودن سطح تماس بسیار بالا با محیط اطراف، امکان تعامل بیشتر با کاتالیزورها و افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی را فراهم می‌کند. در این تحقیق، محققان با استفاده از کاتالیزور کبالت که بر روی سطح سیلیکون سه‌بعدی رسوب داده شده بود، موفق شدند به بازدهی بالایی در تولید متانول دست یابند.
این دستاورد نشان می‌دهد که با استفاده از مواد و ساختارهای نوین، می‌توان به بهبود عملکرد سیستم‌های تولید سوخت خورشیدی مایع دست یافت. این فناوری در آینده می‌تواند نقش مهمی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا کند.
source