پژوهشگران دانشگاه کورنل به تازگی موفق به ساخت دستگاه کوچکی در ابعاد 10 در 10 سانتی متر شده‌اند که می‌تواند با استفاده از انرژی خورشیدی، آب دریا را به هیدروژن پاک و آب آشامیدنی تبدیل کند. محققان با این فناوری به دنبال کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن و رفع مشکل کمبود آب هستند. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار بخوانید.
استفاده از انرژی خورشیدی
به گزارش interestingengineering، در بیشتر سلول‌های خورشیدی، تنها 30 درصد از انرژی خورشیدی به برق تبدیل می‌شود و بقیه به صورت گرما هدر می‌رود. اما در این فناوری جدید، محققان دانشگاه کورنل موفق شدند هم از برق خورشیدی استفاده کنند و هم این گرمای تلف شده را به کار بگیرند تا به کمک آن آب دریا را تبخیر کنند. اما آن‌ها دقیقا چطور این کار را انجام می‌دهند؟
خب به زبان ساده، روی سطح پنل خورشدی چیزی به نام فتیله موئین (Capillary Wick) وجود دارد که می‌تواند یک لایه نازک از آب دریا را روی سطح پنل نگه دارد. این کار باعث می‌شود که گرما مستقیما باعث تبخیر آب شود و بخار به دست آمده پس از اینکه سرد شد به آب شیرین تبدیل می‌شود.
بخشی از این آب شیرین وارد یک قسمت دیگر دستگاه به نام الکترولایز می‌شود و در این بخش به کمک برق تامین شده توسط پنل، آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود تا بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت پاک استفاده کرد.
تولید هیدروژن با بازده بالا
این دستگاه جدید که HSD-WE نام دارد با وجود اندازه بسیار کوچکش توانسته به بازده انرژی 12.6 درصد برسد که برای یک سیستم خورشیدی ترکیبی رقم قابل توجهی است. در حال حاضر این دستگاه می‌تواند در هر ساعت 200 میلی لیتر گاز هیدروژن تولید کند.
شاید در نگاه اول این عدد کم به نظر برسد ولی این فقط یک نسخه آزمایشی و کوچک از دستگاه است، محققان می‌گویند با توسعه و بزرگ‌تر کردن اندازه این دستگاه می‌تواند به تولید پایدار هیدروژن و تامین آب آشامیدنی رسید.
مهم‌ترین مزیت این سیستم این است که نیازی به آب خالص ندارد و می‌تواند مستقیما با آب دریا کار کند. این موضوع برای کشورهای کم آب یا ساحلی اهمیت بسیار زیادی خواهد داشت.
کاهش هزینه هیدروژن از 10 دلار به 1 دلار در 15 سال
یکی از بزرگ‌ترین مشکلاتی که برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت سبز وجود دارد، هزینه بالای تولید آن است. شاید باورتان نشود اما تولید فقط یک کیلوگرم هیدروژن در حال حاضر 10 دلار هزینه دارد و از آن بدتر اینکه تولید آن تا به امروز فقط با آب خالص و برق بسیار زیاد ممکن بوده.
اما تیم تحقیقاتی دانشگاه کورنل معتقد است که به کمک این دستگاه کوچک می‌توان در 15 سال آینده هزینه هر کیلوگرم از هیدروژن را تنها به 1 دلار رساند. چرا که این دستگاه از آب دریا استفاده می‌کند و نیازی به آب تصفیه شده ندارد، از طرفی هم برق آن توسط خورشید تامین می‌شد و همزمان هم آب آشامیدنی تولید می‌کند و هم سوخت هیدروژن.
کاربردهای دیگر و آینده این فناوری
این فناوری فقط برای تولید آب و هیدروژن نیست؛ یکی از کاربردهای جانبی اما بسیار مهم آن در خنک کردن پنل‌های خورشیدی است. در واقع در پنل‌های خورشیدی، گرما باعث افت عملکرد سلول‌های خورشیدی می‌شود اما به کمک این دستگاه گرما جذب می‌شود و برای تبخیر آب استفاده می‌شود.
این اتفاق باعث می‌شود که پنل‌های خورشیدی خنک‌تر بمانند، عمرشان بیشتر شود و بازدهی بالاتری هم داشته باشند. به همین خاطر محققان می‌گویند که می‌توان این سیستم را در آینده روی مزارع خورشیدی نصب کرد تا همزمان که برق تولید می‌شود، آب سالم و هیدروژن هم تامین شود.
این فناوری برای مناطقی که به آب آشامیدنی و انرژی پاک نیاز دارند و فضای کافی برای انرژی خورشیدی را هم دارند می‌تواند بسیار مهم و قابل توجه باشد.
source