ستظل الطاقة هي الشاغل الأكبر للعلماء؛ نتيجة زيادة احتياجنا لها، لذلك فكّر العلماء في استخدام الخلايا الشمسية لكسر ذرات الهيدروجين الموجودة بجزئ الماء؛ لإنتاج أكبر كم من الهيدروجين والذي يُعرَف عنه أنه أحد مخازن الطاقة الكبرى.
اعتمادنا على ضوء الشمس سيجعلنا نفكر في الطيف الضوئي الذي ينقسم لعدد من الألوان التي تختلف حسب ترددها وطولها الموجي من أكبرها في الطول الموجي وهو الأحمر إلى أقلها وهو البنفسجي. وجد العلماء أن كسر الروابط بين “الأكسجين” و”الهيدروجين” يحتاج طاقة عالية وهذا مُتوفِّر في ألوان مثل: الأخضر والبنفسجي، وغير مُتوفِّر في الأحمر وأنواع الأشعة القريبة منه.
ففكر العلماء في استخدام نوع من المعادن كمُحفِّز لتسهيل استخدام الضوء الأحمر والأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء، واستخدموا معدن الـ”ruthenium” في خلية شمسية؛ لأنه فلز أبيض له القدرة على امتصاص الضوء، وهذه الخلية الشمسية صبغية، تعتمد على تكوُّنها من نصف فيه إلكترونات حرة وآخر ليس فيه هذه الإلكترونات، وعند مرور أشعة الشمس فهي تَدفَع الإلكترونات من النصف المليء للنصف الآخر؛ حتى نصل لنقطة تعادل بينهما، وبعدها نستكمل الانتقال؛ حتى يتكون فرق في الجهد بين النصفين يَنتُج عنه تيار كهربائي. وعندما نوصِّل المعدن بـ”أنود” الخلية مع وجود الماء عند “الأنود”؛ فبمرور التيار سيتم تحفيز كسر الروابط وإنتاج “الهيدروجين” عند “الكاثود”.
هذه الفكرة ستكون ناجحةً بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية؛ لاحتوائها على كم طاقة أكبر من الموجود عند الضوء الأحمر المرئي والأشعة تحت الحمراء. فاستكمالًا لتجاربهم قرروا عمل درج يقرِّب المسافة التي تتحركها الإلكترونات عند إثارتها، واعتمدوا على أساس تركيب الـ”ruthenium” من حيث كونه معدنًا مُختَلِطًا بأجزاء عضوية جزيئاتها ترتبط بعدد كبير من ذرات المعدن، وبالتالي عند قفز الإلكترونات من مدار لمدار آخر عند إثارتها، فهي سرعان ما تتجمع عند مواضع الارتباط فيَنتُج التحفيز المطلوب لإنتاج الهيدروجين.
المصدر
<b>عدد مرات المشاهدة:</b> 1٬207
