Գիտնականները մշակել են արևի լույսը որպես քիմիական էներգիա որսալու և պահպանելու սկզբունքորեն նոր մեթոդ։ Այն թույլ է տալիս հետագայում՝ կատարյալ մթության մեջ, առանց էլեկտրական ցանցի կամ մարտկոցների միացման, այդ էներգիան վերածել մոլեկուլային ջրածնի։ Այս տեխնոլոգիան համատեղում է էներգիայի կուտակման և փոխակերպման գործառույթները, ինչը հնարավորություն է տալիս «արևի լույսը» հեղուկ վիճակում տեղափոխել աշխարհի մի տարածաշրջանից մյուսը։

Այս հայտնագործության մասին հոդվածը հրապարակվել է Advanced Materials ամսագրում։

Մեթոդի էությունը երկու հասանելի նյութերի՝ գրաֆիտային ածխածնի նիտրիդի և ամոնիումի մետավոլֆրամատի կիրառումն է։ Առաջինը ֆոտոկատալիզատոր է, որն ընդունակ է կլանել տեսանելի լույսը և լուսավորության տակ առաջացնել էլեկտրոն-խոռոչ զույգեր։ Երկրորդը վոլֆրամի և թթվածնի կլաստեր է, որը կարող է «պահել» մեծ քանակությամբ էլեկտրոններ՝ գործելով փոքր վերալիցքավորվող մարտկոցի նման։ Գործընթացը տեղի է ունենում ջրային լուծույթում՝ քիչ քանակությամբ մեթանոլի ավելացմամբ, ինչն օգնում է կանխել էլեկտրոնների արագ վերամիավորումը՝ դրանք հասանելի պահելով հետագա ռեակցիաների համար։

Համակարգը կապույտ լույսով ճառագայթելիս էլեկտրոնները գրաֆիտային նիտրիդից տեղափոխվում են վոլֆրամի կլաստերներ։ Էլեկտրոնների կուտակմանը զուգահեռ լուծույթի գույնը բաց դեղնավունից դառնում է մուգ կապույտ։ Սա տեսանելի ցուցիչ է, որ արևի էներգիան որսվել և «քիմիապես պահպանվել է»։ Կարևոր է, որ էլեկտրոնների այս պաշարները կայուն են մնում նույնիսկ լուսավորումը դադարեցնելուց հետո։

Էներգիա ստանալու անհրաժեշտության դեպքում մութ հեղուկին ավելացնում են կատալիզատոր՝ ածխածնային հիմքով պլատին։ Պլատինը ծառայում է որպես ակտիվ կենտրոն, որտեղ կուտակված էլեկտրոնները միանում են ջրի պրոտոնների հետ՝ ձևավորելով մոլեկուլային ջրածին։ Ըստ հետազոտության՝ արևի լույսի տակ մեկ ժամ մնալուց հետո համակարգն ընդունակ է մթության մեջ արտադրել 13,5 միկրոմոլ ջրածին, իսկ արտադրողականության առավելագույն արագությունը հասնում է ժամում 3220 միկրոմոլի՝ մեկ գրամի հաշվով։ Սա նմանատիպ ֆոտոքիմիական համակարգերի համար ռեկորդային ցուցանիշ է։ Համակարգը հաջողությամբ աշխատել է նաև բնական արևի լույսով։

Տեխնոլոգիայի հիմնական առավելությունն արևի լույսի հավաքման, պահպանման և ջրածնի ստացման փուլերը ժամանակի ու տարածության մեջ առանց էլեկտրականության, կապի գծերի կամ բարձր ճնշման բաքերի տարանջատելու հնարավորությունն է։ Հեռանկարում լույսի էներգիայով հագեցած նման հեղուկները կարող են տեղափոխվել արևոտ վայրերից այնպիսի տարածաշրջաններ, որտեղ կլիման անկայուն է կամ ձմեռ է՝ ըստ պահանջի վառելիք արտադրելու համար։

Միևնույն ժամանակ գիտնականները նշում են ներկայիս նախատիպի սահմանափակումները։ Այս տեսքով համակարգը մաքուր ջրի փոխարեն մեթանոլի առկայություն է պահանջում, իսկ էներգիայի երկարատև պահպանումը (շաբաթներ կամ ամիսներ) դեռևս չի հաստատվել։ Հետազոտության հաջորդ փուլերն ուղղված կլինեն այս խնդիրների լուծմանը և տեխնոլոգիան արդյունաբերական կիրառմանը մոտեցնելուն։