آیا «برگ مصنوعی» پاسخ مشکلات ما در تأمین انرژی است؟

اخبار نیروگاه اتمی فوکوشیما این روزها همه انسان‌ها و نه فقط ژاپنی‌ها را نگران می‌کند. علیرغم این همه سال تحقیق و پژوهش در مورد انرژی‌های جایگزین، هنوز هم تصور دنیای بدون سوخت‌های فسیلی ممکن نیست. تأمین انرژی پاک از طریق سدها به گواهی کارشناسان محیط زیست، چندان هم پاک نیست. نیروگاه‌های بادی را همه جا نمی‌توان استفاده کرد و علیرغم پیشرفت‌های اخیر در تولید سلول‌های خورشیدی، هنوز هم آنچنان که باید، این نوع انرژی، پاسخگوی نیاز سیری‌ناپذیر ما به انرژی نیست.

پس چاره کار کدام است؟

پژوهشگران دانشگاه MIT در حال کار روی «برگ مصنوعی» هستند. شاید این برگ مصنوعی که به شیوه‌ای طبیعی انرژی جمع‌آوری می‌کند، پاسخ مشکل باشد، آنها برگ‌های چهارگوش سیلیکونی که به اندازه یک کارت بازی، اندازه دارند و روند فتوسنتز را تقلید می‌کنند. این وسیله در یک سطل آب یا یک گودال گل‌آلود غوط‌ور می‌شود و در معرض تابش مستقیم آفتاب قرار داده می‌شود.

این برگ‌ها حاوی کاتالیزورها یا مولکول‌های تسریع‌کننده واکنش‌های شیمیایی هستند که آب را به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می‌کنند. گازهای آزادشده، مبدل به سوخت سلولی و الکتریسیسته می‌شوند. این کاتالیزوها در دو سوی یک لایه سیلیکونی یعنی همان ماده‌ای که امروزه در ساخت سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند، قرار داده می‌شوند. واکنش‌های شیمیایی برای هر کسی که به این برگ غوطه‌ور در آب، نگاه کند، به صورت حباب‌های گاز آزادشده، قابل مشاهده است.

البته ایده برگ مضنوعی اصلا تازه نیست، پیش از این در سال 1998، پژوهشگران لابراتوار ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا هم برگی مصنوعی ساختند، ولی محصول آنها بسیار گران بود و در آن از مواد گرانی مانند پلاتینیوم استفاده می‌شد و به علاوه برگ مصنوعی آنها عمر کوتاهی داشت.

دو سال پیش، در MIT برگ دیگری ساخته شد که در آن از موادی ارزان‌تری که به فور پیدا می‌شود، مثل نیکل و کبالت استفاده شده بود، این برگ ده بار نسبت به برگ طبیعی در تولید انرژی کاراتر است. این برگ مضوعی جدید می‌تواند روزانه 30 کیلووات -ساعت انرژی تولید کند. در آزمایشگاه این برگ توانسته است، 45 ساعت بدون وقفه و مداخله تولید انرژی کند. رئیس تیم پژوهشی MIT، دانیل نوسرا می‌گوید که در دو یا سه سال آینده، نمونه اولیه و کارای برگ مصنوعی ساخته خواهد شد.

این برگ مصنوعی به درد کشورهای فقیر آفریقا و آسیا و همچنین واحدهای نظامی می‌خورد. یک مزیت برگ جدید این است که نیازی به آب خالص برای کار کردن ندارد که تحولی نسبت به نمونه‌های قبلی محسوب می‌شود.

در شیوه جدید، برخلاف سلول‌های خورشیدی معمول، روزها ابری، تولید انرژی را متوقف نمی‌کنند، به علاوه نیازی به ذخیره انرژی در باطری‌ها هم نیست.

یافته‌های این تیم پژوهشی، دیروز در جریان همایش سالانه جامعه شیمی آمریکا، ارائه شد.

منبع