150 سال اڳ، سائنس فڪشن ماسٽر جولس ورن اڳڪٿي ڪئي ته پاڻي مستقبل لاء آخري ايندھن هوندو. هاڻي، سائنسدان ان تصور کي حقيقت ۾ تبديل ڪرڻ لاء سخت محنت ڪري رهيا آهن.
چيني اڪيڊمي آف سائنسز جي انسٽيٽيوٽ آف ميٽل ريسرچ جي ڊائريڪٽر ۽ تحقيقي ٽيم جي سربراهه ليو گينگ چيو آهي ته چيني سائنسي تحقيقي ٽيم تازو "هائڊروجن پيدا ڪرڻ لاء فوٽوڪيٽيڪل پاڻي جي تقسيم" جي ميدان ۾ ڪاميابي حاصل ڪئي آهي: سيمڪنڊڪٽر فوٽوڪيٽيڪل مواد ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ جي "اسٽرڪچرل فيس لفٽ" ۽ "عنصر متبادل" جي ذريعي، سج جي روشني ۾ سڌي پاڻي جي تقسيم جي ذريعي حاصل ڪيل هائيڊروجن جي ڪارڪردگي کي خاص طور تي بهتر بڻايو ويو آهي. نتيجا 8/0 تي آمريڪي ڪيميائي سوسائٽي جي جرنل ۾ شايع ڪيا ويا.
هن وقت، شمسي توانائي مان هائيڊروجن پيدا ڪرڻ جا ٻه اهم طريقا آهن: هڪ بجلي پيدا ڪرڻ ۽ پوء شمسي سيلز جي ذريعي پاڻي کي اليڪٽرولائز ڪرڻ، جنهن ۾ اعلي ڪارڪردگي پر پيچيده ۽ قيمتي سامان آهي؛ ٻيو سج جي روشني جي ذريعي پاڻي جو سڌو فوٽوليسيس آهي: سيميڪنڊڪٽر مواد جي ذريعي جهڙوڪ ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ، پاڻي جي سالمات کي هڪ ڪلڪ سان سج جي روشني ۾ "خراب" ڪيو ويندو آهي. ليو گينگ جي ٽيم بنيادي طور تي ٻئي ٽيڪنالاجي رستي تي ڌيان ڏئي ٿي.
رپورٽن موجب، روايتي ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ سان پاڻي کي ورهائڻ ۾ سخت رڪاوٽ آهي: جڏهن روشني ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ سان ٽڪرائي ٿي، تڏهن ان جي اندر چارج ٿيل ذرات (اليڪٽران ۽ سوراخ) پيدا ٿيندا آهن، ۽ اهي چارج ٿيل ذرات پاڻي کي خراب ڪرڻ لاء "اوزار" هوندا آهن. بهرحال، اهي چالو اليڪٽران ۽ سوراخ مستحکم نه آهن. "اليڪٽران ۽ سوراخ بي رخي ريسنگ ڪارن وانگر هوندا آهن، بھولڀلي جهڙي مواد جي ذريعي فساد ڪندا آهن، ۽ اليڪٽرانن ۽ سوراخن جي وڏي اڪثريت هڪ سيڪنڊ جي هڪ ملين حصي ۾ ٻيهر گڏ ۽ ختم ٿي ويندي آهي. ان کان علاوه، اعلي درجہ حرارت تيار ڪرڻ وارو ماحول آساني سان آڪسيجن ائٽم کي 'گهر کان ڀڄڻ' جو سبب بڻائي سگھي ٿو، آڪسيجن جي خالي ٺاهي سگھي ٿو ۽ اليڪٽرانن کي ڦاسائي سگھي ٿو، جيڪا فوٽوڪيٽيڪل رد عمل جي ڪارڪردگي کي تمام گهڻو گهٽائي ٿي. ليو گينگ چيو.
تحقيقي ٽيم تخليقي طور تي ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ کي تبديل ڪرڻ لاء، عنصر اسڪينڊيم (ايس سي)، ٽائٽينيم جي پاڙيسري کي وقتي جدول ۾ متعارف ڪرايو. ان جي تصديق ڪئي وئي آهي ته اسڪينڊيم جا ٽي فائدا آهن: پهريون، اسڪينڊيم آئن جو دائرو ٽائٽينيم وانگر آهي، جيڪو ساختياتي خرابي پيدا ڪرڻ کان سواء ان جي ڪرسٽل ليٽيس ۾ مڪمل طور تي شامل ڪري سگهجي ٿو؛ ٻيو، اسڪينڊيم جي مستحکم ويلنس رياست صرف آڪسيجن جي خالي جي ڪري چارج عدم توازن کي بي اثر ڪري سگھي ٿي؛ ٽيون، اسڪينڊيم آئن ڪرسٽل جي سطح کي نئين سر تعمير ڪري سگھن ٿا ۽ هڪ مخصوص ڪرسٽل جهاز جي ساخت پيدا ڪري سگهن ٿا، جهڙوڪ "چارج هاء وي ۽ اوور پاس" ٺاهڻ وانگر، اليڪٽرانن ۽ سوراخن کي آسانيء سان ميز کان ٻاهر هلڻ جي اجازت ڏئي ٿو.
صحيح ڪنٽرول جي ذريعي، ٽيم ڪاميابي سان هڪ ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ مواد کي خاص طور تي بهتر ڪارڪردگي سان ترقي ڪئي، 10٪ کان وڌيڪ الٹراوائلٽ استعمال جي شرح سان، ۽ هائيڊروجن جي پيداوار جي ڪارڪردگي 0 ڀيرا ساڳئي مواد جي ڀيٽ ۾ نقلي سج جي روشني جي تحت، هن مادي سسٽم لاء هڪ نئون رڪارڊ قائم ڪيو. ليو گينگ چيو ته: "جيڪڏهن هن مواد مان 0 چورس ميٽر فوٽوڪيٽيڪل بورڊ ٺاهيو وڃي، ته اهو سج جي روشني هيٺ هر روز تقريبن 0 ليٽر هائيڊروجن پيدا ڪري سگهي ٿو. ”
سائنسي محققن موجب، ٽائٽينيم ڊائي آڪسائيڊ، صنعتي استعمال جي وسيع رينج سان هڪ غير نامياتي مواد جي حيثيت سان، دنيا جي پيداوار جي صلاحيت جو 50٪ کان وڌيڪ آهي، ۽ هڪ مڪمل صنعتي سلسلو ٺاهي چڪو آهي، ۽ چين ۾ نادر زمين اسڪينڊيم جا ذخيرا پڻ دنيا ۾ مٿين ۾ شامل آهن، جنهن ۾ بعد ۾ ترقي ۽ فوٽوڪيٽيڪل مواد جي صنعتي درخواست لاء منفرد صنعتي فائدا آهن. فوٽوڪيٽيڪل پاڻي جي تقسيم جي ڪارڪردگي ۾ وڌيڪ ڪاميابي کان پوء، اهو صنعتي ايپليڪيشن حاصل ڪرڻ ۽ توانائي جي ڍانچي کي اپگريڊ ڪرڻ کي فروغ ڏيڻ جي اميد آهي.