هیدروژل هوشمند ژاپنی تولید هیدروژن پاک با تقلید از فتوسنتز گیاهان, محققان موسسه فناوری پیشرفته ژاپن (JAIST) در همکاری با دانشگاه توکیو، نوع نوینی از هیدروژل را توسعه دادهاند که قادر است با الهام از مکانیزم طبیعی فتوسنتز، از انرژی نور خورشید برای تجزیه مولکولهای آب و تولید هیدروژن و اکسیژن بهرهبرداری کند.
مکانیزم عملکرد تقلید از کلروفیل گیاهان این هیدروژلهای پیشرفته حاوی مولکولهای تخصصی همچون کمپلکسهای روتنیوم و نانوذرات پلاتین هستند. این اجزا در کنار یکدیگر، عملکرد کلروفیل در گیاهان را شبیهسازی کرده و با جذب فوتونهای نور خورشید، واکنشهای اکسایش-کاهش لازم برای شکسته شدن آب را تسریع میکنند. هیدروژن حاصل از این فرآیند، سوختی کاملاً پاک محسوب میشود که تنها محصول جانبی آن آب است.
راهکاری برای رهایت از وابستگی به سوختهای فسیلی با وجود پتانسیل بالا برای جایگزینی سوختهای فسیلی، روشهای سنتی تولید هیدروژن همچنان به شدت به منابع فسیلی وابسته هستند. فناوری جدید مبتنی بر هیدروژل، مسیری پایدار و بدون آلودگی برای تولید این سوخت استراتژیک باز میکند. تیم پژوهشی با مهندسی دقیق شبکههای پلیمری درون هیدروژل، انتقال الکترونها را بهینه کرده و کارایی سیستم را به میزان قابلتوجهی افزایش داده است.
گذر از چالش تجمع مولکولها یکی از موانع اصلی در سامانههای فتوسنتز مصنوعی، تجمع مولکولهای فعال و افت ناگهانی کارایی بوده است. دانشمندان ژاپنی با طراحی یک معماری منظم و کنترلشده برای ساختار هیدروژل، این چالش را برطرف کردهاند. این دستاورد گامی مهم در مقیاسبندی فناوریهای انرژی پاک محسوب شده و با ادامه تحقیقات، امید به تولید مقیاس وسیع هیدروژن برای صنایع، حملونقل و بخشهای دیگر انرژی تقویت میشود.