İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

InGaN/GaN SL-lərinin struktur xarakteristikaları. Müəllif: Pan və digərləri (Nature Energy, 2026).

Hidrogen yanacağı, yalnız istifadə edildikdə su buxarı buraxan və beləliklə, Yer kürəsində istixana qazı tullantılarının azaldılmasına kömək edə biləcək qazıntı yanacaqlarına perspektivli alternativdir. Gələcəkdə, potensial olaraq, yük maşınları, qatarlar və gəmilər kimi ağır nəqliyyat vasitələrinin, eləcə də sənaye isitmə və mərkəzləşdirilməmiş enerji istehsalı sistemlərinin yanacağı kimi istifadə edilə bilər.

Təəssüf ki, hidrogen istehsalının əksər mövcud üsulları qalıq yanacaqların yandırılmasına əsaslanır ki, bu da onun ekoloji üstünlüklərini məhdudlaşdırır. Potensialını nəzərə alaraq, dünya miqyasında bir çox enerji mühəndisi geniş miqyasda hidrogen istehsal etmək üçün daha dayanıqlı strategiyalar hazırlamağa çalışır.

Hidrogenin təmiz istehsalı üçün təklif olunan üsullardan biri fotokatalitik suyun parçalanması kimi tanınır . Bu yanaşma, fotokatalizatorlardan (yəni günəş işığına reaksiya verən və istənilən kimyəvi reaksiyaları sürətləndirən materiallar) istifadə edərək su molekullarının hidrogen və oksigenə parçalanmasını nəzərdə tutur.

Miçiqan Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda günəş enerjisi ilə hidrogen istehsalını dəstəkləyə biləcək, bağlı elektron və dəlik cütlərinin (yəni eksitonların) əmələ gəldiyi ultra nazik təbəqəli superkeçirici materiallar olan yeni eksitonik kvant superqəfəsləri hazırladılar. Nature Energy jurnalında dərc olunmuş məqalədə təqdim olunan bu ümidverici materialların suyu parçaladığı və diqqətəlayiq səmərəliliklə təmiz hidrogen istehsal etdiyi aşkar edilmişdir.Oyna

00:06

00:08SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaFiltr görünüşündə açıq havada sınaq üçün qaz istehsalının dinamik prosesi (yaşıl). Müəllif: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01972-4

Yuyang Pan, Bingxing Zhang və həmkarları məqalələrində yazırdılar ki, “Günəş işığından və sudan birbaşa təmiz hidrogen istehsalı karbon neytrallığına və ətraf mühitin dayanıqlılığına nail olmaq üçün perspektivli bir yol kimi ortaya çıxıb”.

“Lakin, fotokatalizatorlarda fotogenerasiya olunmuş yük daşıyıcılarının səmərəsiz istifadəsi günəşdən hidrogenə səmərəliliyə mane olur. Fotokatalitik ümumi suyun parçalanması üçün effektiv yük idarəetməsinə nail olmaq üçün nanometr miqyaslı qallium nitrid və indium qallium nitriddən ibarət eksitonik kvant super qəfəs strukturlarının istifadəsini göstəririk.”

Yenilikçi kvant super qəfəs dizaynı

Pan, Zhang və həmkarları yarımkeçiricilər olan qallium nitridi və indium qallium nitridini sözdə “super qəfəs” halına gətirən yeni laylı materiallar hazırladılar. Bu, spesifik optoelektronik xüsusiyyətlər nümayiş etdirən iki materialdan ibarət dövri və nanometr miqyaslı bir yığındır.

Pan, Zhang və həmkarları yazırdılar ki, “Bu quruluşla, Kulon qarşılıqlı təsiri vasitəsilə elektron və dəliklərdən ibarət olan fotogenerasiya olunmuş dolayı eksitonların ömrü kvantla məhdudlaşdırılmış Stark effektindən istifadə etməklə əhəmiyyətli dərəcədə uzadıla bilər”.

“Nəticədə, fotogenerasiya olunmuş daşıyıcılar səth reaksiyaları üçün effektiv şəkildə istifadə edilə bilər, görünən işığa qədər uzanan yüksək xarici kvant səmərəliliyinə və ətraf mühit şəraitində və konsentratlaşdırılmış günəş işığı altında günəşdən hidrogenə 3,16% səmərəliliyinə nail ola bilər. Bundan əlavə, açıq havada miqyaslı nümayiş 204 qat günəş işığı intensivliyi altında orta hesabla 1,64% günəşdən hidrogenə səmərəlilik əldə etmişdir.”

Kvantla məhdudlaşdırılmış Stark effekti kimi tanınan bir fenomendən istifadə edən tədqiqatçılar, diqqətlə hazırlanmış kvant super qəfəsləri daxilində eksitonların ömrünü uzada bildilər. Daha sonra günəş enerjisi vasitəsilə suyun hidrogen və oksigenə parçalanmasına səbəb olan materialların performansını sınaqdan keçirdilər.Miqyaslandırma və açıq hava tətbiqinin nümayişi. Müəllif: Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01972-4

Növbəti addımlar və real həyat tətbiqləri

İlkin laboratoriya və açıq sahə təcrübələrində tədqiqatçılar kvant materiallarının günəş enerjisi ilə suyun hidrogenə çevrilməsinə imkan verdiyini aşkar etdilər və laboratoriyada konsentrat günəş işığı altında 3,16%, açıq havada isə 1,64%-ə qədər səmərəlilik göstərdi. Bu nəticələr ümidvericidir və kvant materiallarının fotokatalitik suyun parçalanmasının reallaşması üçün potensialını vurğulayır.

Pan, Zhang və həmkarları tərəfindən bildirilən səmərəlilik, suyun parçalanma sistemlərinin geniş yayılmasına imkan vermək üçün lazım olduğundan daha aşağı olsa da, kvant superqəfəslərindən istifadə edərək suyun hidrogenə çevrilməsinin mümkünlüyünü sübut edir. Gələcəkdə tədqiqatçılar tərəfindən təqdim edilən materiallar daha da təkmilləşdirilə və digər oxşar superqəfəslərin dizaynına ilham verə bilər.

Nəticə etibarilə, bu, geniş miqyasda hidrogenin təmiz istehsalı üçün yeni imkanlar aça bilər və istixana qazı tullantılarının azaldılmasına yönəlmiş qlobal səylərə töhfə verə bilər.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Yuyang Pan və digərləri, Səmərəli fotokatalitik suyun parçalanması üçün eksitonik kvant superqəfəsləri, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-01972-4 .

Jurnal məlumatı: Nature Energy 

Əsas anlayışlar

Perovskit fotovoltaikləriYarımkeçirici cihaz istehsalıHidrogen enerji membranları

© 2026 Science X Network