ใบไม้เทียม (Artificial leaf)
ใบไม้เทียม ซึ่งทำมาจากโซลาร์เซลล์ที่ทำมาจากซิลิคอน กับวัสดุเร่งปฏิกิริยาซึ่งติดไว้ทั้งสองด้านของสิ่งประดิษฐ์ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์หรือสายเชื่อมต่อใดๆ โยงให้วุ่นวาย เพียงนำ “ใบไม้เทียม” ไปวางไว้ในภาชนะที่ใส่น้ำ จากนั้นก็นำไว้วางไว้ให้ถูกแสงแดด ใบไม้เทียมจะเริ่มต้นสร้างฟองแก๊สขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยด้านหนึ่งทำการสร้างฟองแก๊สออกซิเจน อีกด้านหนึ่งจะสร้างแก๊สไฮโดรเจน ซึ่งถ้าเรานำใบไม้เทียมนี้ไปวางให้สามารถแยกฟองแก๊สทั้งสองชนิดนี้ออกจากกัน ก็จะสามารถเก็บสะสมเป็นแหล่งพลังงานไว้ใช้ในภาพหลังได้ ตัวอย่างเช่นนำฟองแก๊สทั้งสองชนิดคือแก๊สไฮโดรเจนและแก๊สออกซิเจนนำมาผสมกันเป็นน้ำในขณะที่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขณะเกิดปฏิกิริยาก็สามารถปลดปล่อยพลังงานออกมาได้
Nocera อธิบายว่า อุปกรณ์นี้ผลิตจากวัสดุซึ่งมีอยู่ทั่วไปบนโลก ซึ่งมีราคาไม่แพง ส่วนใหญ่เป็นซิลิคอน โคบอลต์และนิกเกิล และทำงานในน้ำเปล่าปกติธรรมดา ใบไม้เทียมนี้เป็นซิลิคอนกึ่งตัวนำแผ่นบางๆ ซึ่งวัสดุดังกล่าวนี้ก็คือวัสดุชนิดเดียวกับแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นใบไม้เทียมนี้จึงเหมือนโซลาร์เซลล์ทุกประการ ดังนั้นเมื่อให้แสงอาทิตย์กระทบใบไม้เทียมก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลเวียนทั่วทั้งแผ่น แต่บนแผ่นด้านหนึ่งจะมีโคบอลต์ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคลือบไว้ ซึ่งสามารถปล่อยแก๊สออกซิเจนได้ ซึ่งวัสดุซึ่งมีประสิทธิภาพในการผลิตเชื้อเพลิงจากแสงอาทิตย์เหล่านี้ได้ถูกค้นพบโดย Nocera และคณะผู้ร่วมวิจัยของเขาในปี 2008 ส่วนอีกด้านหนึ่งของแผ่นซิลิคอนนี้เคลือบไว้ด้วยโลหะผสม นิกเกิลโมลิบดีนัม และสังกะสี ซึ่งจะปล่อยแก๊สไฮโดรเจนออกจากโมเลกุลของน้ำ
Nocera กล่าวว่า ผมคิดว่าแนวคิดนี้น่าจะสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้จริง เพราะมีข้อดีหลายประการเช่น ไม่ต้องมีสายไฟ มีน้ำหนักเบามาก และไม่ต้องมีอุปกรณ์ใดๆ เสริมให้ยุ่งยาก เพียงแค่คอยดักจับและเก็บฟองแก๊สที่ลอยออกมา เพียงแค่ใส่มันลงในแก้วน้ำ ม้ันก็จะผลิตแก๊สออกมาทันที
ขณะเดียวกัน Nocera ยังเสนอแนะว่าใบไม้นี้สามารถนำไปพัฒนาต่อยอดได้อีก โดยอนุภาคเล็กๆ บนวัสดุเหล่านี้สามารถแยกโมเลกุลของน้ำได้เมื่อได้รับแสงแดด จึงสามารถพัฒนาให้สามารถผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากวัสดุประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กซึ่งสามารถเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสกับแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น
Nocera หวังว่าในที่สุดในอนาคตแต่ละบ้านจะติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้หลักการเดียวกันนี้ แผงผลิตพลังงานนี้สามารถใช้แสงแดดในการผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนแล้วจะถูกนำไปเก็บไว้ในถัง จากนั้นจึงนำไปเลี้ยงเซลล์เชื้อเพลิงเมื่อใดก็ตามที่ไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็น ระบบดังกล่าว Nocera หวังจะทำให้มันทำได้ง่ายและราคาถูกเพื่อที่จะทำให้ผู้คนทั่วโลกสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้อย่างแพร่หลาย รวมไปถึงในพื้นที่ห่างไกลที่ยังไม่มีไฟฟ้าใช้
ศาสตราจารย์ James Barber นักชีวเคมีแห่งวิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน กล่าวว่า การค้นพบดัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์ของ Nocera เมื่อปี 2008 นั้นเป็นการค้นพบที่สำคัญมาก และผลการวิจัยล่าสุดนั้นมีความสำคัญเท่ากันหมด นับตั้งแต่ปฏิกิริยาการแยกสลายน้ำโดยใช้แสงที่มองเห็นได้ นี่เป็นความสำเร็จที่สำคัญ เป็นหนึ่งในก้าวสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีสะอาด ประหยัดและมีประสิทธิภาพในการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นเชื้อเพลิง
ที่มา MIT News Massachusetts Institute of Technology
อ้างอิงจาก http://www.sciencenaru.com/%e2%80%98artificial-leaf%e2%80%99-makes-fuel-from-sunlight/#more-905
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น