بیانیه رسمی تویوتا نمی تواند بیشتر از این به صورت آرمانگرا شروع شود: "این احساس جادویی است: دستگاه خاصی را در تماس با هوا قرار می دهیم، آن را در معرض نور خورشید قرار می دهیم و شروع به تولید سوخت رایگان می کند."
رایگان؟ پسندیدن؟
اولاً، سوختی که آنها به آن اشاره می کنند، بنزین یا گازوئیل نیست، بلکه هیدروژن است. و همانطور که می دانیم، تویوتا یکی از بازیگران اصلی در این زمینه است، خودروهای پیل سوختی یا سلول سوختی که از هیدروژن برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز برای قرار دادن خودرو در دنده استفاده می کنند.
یکی از موانع اصلی گسترش این فناوری دقیقاً در تولید هیدروژن است. علیرغم اینکه فراوان ترین عنصر در جهان است، متأسفانه همیشه به نظر می رسد "چسبیده" به عنصر دیگری - یک مثال معمول مولکول آب، H2O - که به فرآیندهای پیچیده و پرهزینه ای برای جدا کردن و ذخیره آن نیاز دارد.
و همانطور که تویوتا یادآوری می کند، تولید هیدروژن همچنان از سوخت های فسیلی استفاده می کند، سناریویی که برند ژاپنی قصد دارد آن را تغییر دهد.
بر اساس بیانیه ای از تویوتا موتور اروپا (TME) آنها به یک پیشرفت فنی مهم دست یافتند. با مشارکت DIFFER (موسسه تحقیقات انرژی بنیادی هلند) دستگاهی با قابلیت جذب بخار آب موجود در هوا، جداسازی مستقیم هیدروژن و اکسیژن تنها با استفاده از انرژی خورشیدی ساخته شده است. - بنابراین ما سوخت رایگان دریافت می کنیم.
اساساً دو دلیل برای این توسعه مشترک وجود دارد. اول، ما به سوختهای جدید و پایدار نیاز داریم - مانند هیدروژن - که بتواند وابستگی ما را به سوختهای فسیلی کاهش دهد. دوم، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ضروری است.
بخش تحقیقات مواد پیشرفته TME و گروه فرآیندهای کاتالیزوری و الکترومکانیکی DIFFER برای کاربردهای انرژی، به رهبری Mihalis Tsampas، برای دستیابی به روشی برای تقسیم آب به عناصر تشکیلدهنده آن در فاز گازی (بخار) و نه در فاز مایع رایجتر، همکاری کردند. دلایل توسط Mihalis Tsampas روشن شده است:
Mihalis Tsampas، فرآیندهای کاتالیزوری و الکترومکانیکی برای کاربردهای انرژی از DIFFERکار با گاز به جای مایع چندین مزیت دارد. مایعات مشکلاتی مانند تاول زدن ناخواسته دارند. همچنین با استفاده از آب در فاز گازی آن به جای فاز مایع، نیازی به امکانات پرهزینه برای تصفیه آب نداریم. و در نهایت، از آنجایی که ما فقط از آب موجود در هوای اطراف خود استفاده می کنیم، فناوری ما در مکان های دوردست که آب در دسترس نیست، قابل استفاده است.
در کانال یوتیوب ما مشترک شوید
اولین نمونه اولیه
TME و DIFFER نشان دادند که چگونه این اصل کار میکند، و یک سلول فوتوالکتروشیمیایی حالت جامد جدید ایجاد کرد که قادر به گرفتن آب از هوای محیط بود، جایی که پس از قرار گرفتن در معرض خورشید، شروع به تولید هیدروژن کرد.
این اولین نمونه موفق شد 70% عملکرد قابل توجهی که توسط دستگاه پر از آب معادل به دست می آید - امیدوار کننده این سیستم شامل غشاهای الکترولیت پلیمری، فوتوالکترودهای متخلخل و مواد جاذب آب است که در یک دستگاه خاص با یک غشای یکپارچه ترکیب شدهاند.
مراحل بعدی
پروژه امیدوار کننده، با توجه به نتایج به دست آمده از قبل، موفق به تخصیص بودجه از صندوق NWO ENW PPS شد. گام بعدی بهبود دستگاه است. اولین نمونه اولیه از فوتوالکترودهایی استفاده کرد که بسیار پایدار هستند، اما محدودیتهای خود را داشت، همانطور که Tsampas میگوید: «...مواد مورد استفاده فقط نور UV را جذب میکند، که کمتر از 5٪ از کل نور خورشید را تشکیل میدهد که به زمین میرسد. گام بعدی استفاده از مواد پیشرفته و بهینه سازی معماری برای افزایش جذب آب و نور خورشید است.
پس از غلبه بر این مانع، ممکن است بتوان این فناوری را مقیاسپذیر کرد. سلول های فوتوالکتروشیمیایی مورد استفاده برای تولید هیدروژن بسیار کوچک هستند (حدود 1 سانتی متر مربع). برای اینکه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند، آنها باید حداقل دو تا سه مرتبه بزرگتر (100 تا 1000 برابر بزرگتر) رشد کنند.
به گفته تسامپاس، علیرغم اینکه هنوز به آنجا نرسیده است، امیدوار است که این نوع سیستم در آینده بتواند نه تنها برای جابجایی خودروها، بلکه برای تامین انرژی خانه ها نیز مفید باشد.