تیم محققان کوین سیولا از دانشکده پلی تکنیک فدرال لوزان (EPFL) ، در پایان سال 2012 ، تکنیکی را ایجاد کرد که به تولید هیدروژن از انرژی خورشیدی ، آب و زنگ زدگی می پردازد. در تابستان سال 2013 ، تیم تحقیقاتی مایکل گرتزل ، مدیر آزمایشگاه فوتونیک و رابط در EPFL ، با همکاری تیمی از محققان تکنیون (موسسه فناوری اسرائیل) ، با موفقیت نانوساختارهای بهینه اکسید آهن امکان تولید کارآمد هیدروژن را مطابق پروتکل ابداع شده توسط کوین سیولا و تیم وی فراهم می کند. این دو اکتشاف می توانند به عنوان راه حلی ، اقتصادی و زیست محیطی برای ذخیره انرژی های تجدید پذیر تبدیل شوند. در واقع ، با توسعه انرژی های تجدید پذیر ، یافتن ابزاری برای ذخیره انرژی و تأمین آن در صورت تقاضا ضروری می شود.
ایده تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن جدید نیست: محققان بیش از 40 سال روی آن کار کرده اند و EPFL در دهه 90 با کار مایکل گروتزل ، که در علاوه بر این جایزه مارسل بنویست 2013 را برای کل دوران حرفه ای خود دریافت کرد. دومی ، با همکاری یکی از همکارانش از دانشگاه ژنو ، یک سلول خورشیدی را اختراع کردند ، معروف به "سلول فوتوالکتروشیمیایی" (PEC) ، قادر به تولید مستقیم هیدروژن از آب. از نظر تئوری ، مدل سلول PEC بسیار جالب است. محققان آمریكایی نیز از آن بهره برداری كرده و به بازدهی چشمگیر 12,6٪ رسیده اند. با این حال ، استفاده از این فناوری با هزینه آن محدود می شود: تولید 10 سانتی متر مربع حدود 2 هزار دلار هزینه تولید (یا حدود 10.000،7 یورو) دارد.
بنابراین تیم کوین سیولا تصمیم گرفت فناوری را با استفاده از مواد و فنون ارزان قیمت توسعه دهد. دستگاه پیشنهادی ، هنوز آزمایشی ، موضوعی بود که در مجله Nature Photonics منتشر شد. یعنی هیدروژن را از انرژی خورشیدی ، آب و اکسیدهای آهن تولید می کند. زنگ زدگی ، روی الکترودها اعمال می شود. گرانترین ماده آن یک صفحه شیشه ای است. این روش ، اگرچه امیدوار کننده است ، اما بسته به نمونه اولیه آزمایش شده ، تنها عملکرد کم ، بین 1,4 و 3,6 presented ارائه می دهد. همچنین ، با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) ، محققان از سوئیس و اسرائیل در صدد بودند با دقت گردش خون الکترون ها از طریق نانوساختارهای تشکیل شده توسط ذرات اکسید آهن را با دقت توصیف کنند. آنها به الکترودها اعمال می شوند. دانشمندان با مقایسه چندین مورد از این الکترودها که روش ساخت آن اکنون تسلط یافته است ، توانستند ساختار بهینه را تعیین کنند. این اثر موضوع انتشار در مجله Nature Material است.
سیستم های فعلی ، با اتصال یک سلول فتوولتائیک معمولی به الکترولیز ، هیدروژن را با قیمت مناسب در بهترین حالت برابر با 15 یورو در کیلوگرم تولید می کنند. با تشکر از کشف آنها ، محققان EPFL امیدوارند راه حلی برای قیمت تمام شده برابر با 5 یورو در کیلوگرم ارائه دهند. در حال حاضر ، آنها در حال کار روی توسعه یک فرایند صنعتی هستند که امکان تولید الکترود در مقیاس بزرگ را فراهم می کند.
منبع: bulletins-electroniques.com/actualites/74128.htm