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अक्षय ऊर्जा पैदा करने के लिए बस इन सोने के तारों में पानी और धूप डालें

एक अर्धचालक के साथ लेपित स्टार के आकार के सोने के नैनोकणों को कुशलतापूर्वक पानी और धूप से हाइड्रोजन उत्पन्न होता है
CC BY-SA 2.0 कैरोल वानहूक

सौर ऊर्जा से चलने वाले घरेलू हाइड्रोजन ईंधन स्टेशन को वास्तविकता के करीब एक कदम मिला।

रटगर्स यूनिवर्सिटी-न्यू ब्रंसविक के वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि टाइटेनियम सेमी-कंडक्टर के साथ लेपित स्टार-आकार के सोने के नैनोकणों को मौजूदा तरीकों की तुलना में चार गुना अधिक कुशलता से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए सूरज की रोशनी में ऊर्जा पर कब्जा कर सकते हैं। इससे भी बेहतर, उन्होंने नई सामग्री बनाने के लिए कम तापमान की प्रक्रिया का प्रदर्शन किया है।

चाल स्टार के बिंदुओं में निहित है। स्टार आकार नैनोकण में एक इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करने के लिए दृश्यमान या अवरक्त रेंज में प्रकाश की कम-ऊर्जा तरंग दैर्ध्य के लिए भी संभव बनाता है। प्रकाश के एक बीम के बाद सामग्री में कणों को "उत्तेजित" करता है, अंक कुशलता से उस इलेक्ट्रॉन को अर्ध-चालक में इंजेक्ट करते हैं जहां यह गैसीय हाइड्रोजन को मुक्त करने के लिए पानी के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इसे फोटोकैटलिसिस के रूप में जाना जाता है। विवरणों में बहुत अधिक भौतिकी है, जिसमें स्थानीयकृत सतह प्लास्मोन अनुनाद (एलएसपीआर) शामिल है, जो यह वर्णन करने का एक शानदार तरीका है कि प्रकाश का फोटॉन धातु के कण में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को कैसे प्रभावित करता है, थोड़ा सा एक तालाब में पत्थर उछालने से तरंग उत्पन्न होती है पानी में। यदि आप परिवर्तन को प्रभावित करने के लिए ऊर्जा के रूप में पानी के प्रत्येक तरंग की चोटियों की कल्पना करते हैं (जैसे कि रबर डकी उठाना), तो आप कल्पना कर सकते हैं कि इलेक्ट्रॉन प्रवाह की एक चोटी में पानी में एक इलेक्ट्रॉन को प्रवाहित करने की ऊर्जा कैसे हो सकती है अणु जहां यह हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को एक साथ पकड़े हुए रासायनिक बंधन को तोड़ सकता है।

यहाँ कुछ अच्छी किस्मत भी है। यह पता चला है कि सेमी-कंडक्टिंग टाइटेनियम ऑक्साइड नैनोस्टार में सोने के साथ एक दोष-मुक्त इंटरफ़ेस बनाता है जब कम तापमान पर सितारों पर क्रिस्टलीय टाइटेनियम यौगिकों की एक पतली परत उगाई जाती है। यदि यह कम तापमान पर संभव नहीं था, तो सामग्री के उत्पादन में अधिक गंभीर बाधाओं का सामना करना पड़ेगा, क्योंकि उच्च तापमान के साथ सोने के नैनोस्टार गड़बड़ हो जाते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि कोटिंग की प्रक्रिया के बाद स्टार की किरणें लंबी और संकीर्ण रहें, ताकि इलेक्ट्रॉन प्रवाह में तरंग प्रभाव को अनुकूलित किया जाए और पानी की प्रतिक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन के बाद के इंजेक्शन को बढ़ावा दिया जाए।

इस गर्म इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन तकनीक में बहुत अधिक क्षमता है। फोटोकैटलिसिस द्वारा पानी से हाइड्रोजन उत्पन्न करने के अलावा, ऐसी सामग्री कार्बन डाइऑक्साइड को परिवर्तित करने या सौर या रासायनिक उद्योगों में अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हो सकती है।