محققان RMIT دریافته اند با یک تکنیک الکترولیز جدید که توسط امواج صوتی تقویت می شود، تولید انرژی هیدروژن سبز ارزان تر و کارآمدتر خواهد شد.
به گزارش تکناک، با فعال بودن این ارتعاشات فرکانس بالا، الکترولیز استاندارد می تواند 14 برابر هیدروژن بیشتر تولید کند.
در جایی که باتری‌ها نمی‌توانند انرژی کافی را در خود نگه دارند، یا شارژ شدن بیش از حد طول می‌کشد، هیدروژن سبز به عنوان یک سوخت مهم با انتشار صفر آلاینده ها اهمیت بسیار زیادی پیدا می کند زیرا می تواند چگالی بالاتری از الکترون‌ها را حمل کند و از سوخت‌گیری سریع پشتیبانی کند.
هیدروژن سبز از طریق الکترولیز ایجاد می شود.تقسیم مولکول های آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از انرژی های تجدید پذیر و جذب هرکدام از گازها به الکترود متفاوت جایی است که هیدروژن می تواند جذب، فشرده و ذخیره شود.
پس چرا وقتی تیم RMIT یک موج صوتی 10 مگاهرتز را پخش می کند، این فرآیند بسیار بهتر عمل می کند؟ بر اساس یک مقاله تحقیقاتی که به تازگی در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است، دلایل مختلفی وجود دارد.
اولاً، ارتعاش آب، اثر خنثی کردن مولکول‌های آب را در نزدیک‌ترین الکترودها دارد و آنها را از شبکه‌های چهار وجهی که تمایل دارند به این شکل درآیند، متزلزل می کند. این فرایند منجر به مولکول های آزاد بیشتر آب می شود که می توانند با مکان های کاتالیزوری روی الکترودها تماس برقرار کنند.
ثانیا، از آنجایی که گازهای جداگانه به صورت حباب روی هر الکترود جمع می شوند، ارتعاشات حباب ها را تکان می دهند. این فرآیند الکترولیز را تسریع می‌کند، زیرا آن حباب‌ها تماس الکترود با آب را مسدود کرده و واکنش را محدود می‌کنند. صدا همچنین با تولید هیدرونیوم (یون های آب با بار مثبت) و با ایجاد جریان های همرفتی که به انتقال جرم کمک می کند، باعث افزایش سرعت الکترولیز میشود.
در آزمایشات خود، محققان از الکترودهایی استفاده کردند که عملکرد بسیار ضعیفی داشتند. الکترولیز معمولاً با استفاده از فلزات کمیاب و گران‌قیمت پلاتین یا ایریدیوم و الکترولیت‌های اسیدی یا بازی قوی برای بهترین سرعت واکنش انجام میشود، اما تیم RMIT الکترودهای طلای ارزان‌تر و الکترولیت‌هایی با سطح pH خنثی را انتخاب کردند. به محض اینکه تیم ارتعاشات صوتی را روشن کرد، چگالی جریان و سرعت واکنش با ضریب قابل توجه ۱۴ افزایش یافت.
بنابراین، این وضعیتی نیست که بتوان برای مقدار معینی از انرژی که در یک الکترولیز گذاشته می شود، 14 برابر بیشتر هیدروژن دریافت کنید بلکه وضعیتی است که آب سریعتر و راحت تر به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می شود. این روش تأثیر چشمگیری بر راندمان کلی یک الکترولیز دارد. پروفسور Leslie Yeo، یکی از محققین اصلی این مطالعه گفت: با استفاده از این نوآوری، ما به طور بالقوه می توانیم بازده تبدیل را بهبود دهیم و به صرفه جویی در انرژی خالص مثبت در حدود 27درصد می رسیم.
این تیم معتقد است به دلیل واکنش‌های سریعتر، صرفه‌جویی در انرژی و استفاده از مواد و الکترولیت‌هایی ارزان تر، این روش می‌تواند به کاهش قیمت هیدروژن سبز کمک کند.
