نفوذپذیری گرافن، ابزاری برای توسعه انرژی تجدیدپذیر

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما  جابجایی پروتون یک گام کلیدی در بسیاری از فن‌آوری‌های حوزه انرژی تجدیدپذیر، مانند سلول‌های سوخت هیدروژن و تقسیم آب با نور خورشید است.

در مقاله‌ای که به تازگی منتشر شده است، محققان موسسه ملی گرافن در دانشگاه منچستر نشان دادند که می‌توان از نور برای تسریع جابجایی پروتون از طریق گرافن استفاده کرد. آن‌ها دریافتند که وقتی نور به گرافن تابیده می‌شود، الکترون‌های موجود در آن برانگیخته می‌شوند. این الکترون‌های برانگیخته سپس با پروتون‌ها وارد برهم کنش می‌شوند و حمل و نقل آن‌ها را از طریق مواد تسریع می‌کنند.
این کشف می‌تواند تأثیر بسزایی در توسعه فن‌آوری‌های جدید در حوزه انرژی تجدیدپذیر داشته باشد. به‌عنوان مثال، این نتایج می‌تواند منجر به ایجاد سلول‌های سوختی کارآمدتر هیدروژن و دستگاه‌های تقسیم آب توسط نور خورشید شود.
دکتر ماروسلو لوزادا-هیدالگو، محقق اصلی این طرح گفت: «درک ارتباط بین خصوصیات جابجایی الکترونیکی و یونی در رابط‌های الکترود-الکترولیت در مقیاس مولکولی می‌تواند راهبرد‌های جدیدی را برای تسریع در فرآیند‌های اصلی در بسیاری از فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر، از جمله تولید هیدروژن و استفاده از آن فراهم کند.»
گرافن، یک لایه واحد از اتم‌های کربن است که رسانایی بالایی دارد و به‌طور غیر منتظره نیز برای پروتون‌ها قابل نفوذ است. با این حال، خواص پروتون و ویژگی‌های الکترونیکی آن چندان با ساختار گرافن همخوانی ندارد. این گروه تحقیقاتی در این طرح هم جابجایی پروتون و هم خصوصیات الکترونیکی گرافن را زیر نور قرار دادند و دریافتند که الکترون‌های برانگیخته شده با نور در گرافن، جابجایی پروتون را تسریع می‌کند.
افزایش انرژی گرافن براثر تابیدن نور موجب مسدود شدن آن در جذب انرژی می‌شود و انرژی نور تابیده شده از این پس صرف جابجایی پروتون می‌شود.