بررسی انواع اکسیدهای فلزی در چرخه ی ترموشیمیایی خورشیدی برای تولید هیدروژن

به دلیل اتمام پذیر بودن سوخت های فسیلی، تقاضای روزافزون انرژی و مشکلات زیست محیطی نشر گازهای گلخانه ای، نیاز به منابع انرژی تجدیدپذیر امری ضروری است. یکی از روش های تجدیدپذیر، تولید سوخت هیدروژنتوسط چرخه ی ترموشیمیایی شکافت آب از انرژی خورشید می باشد. در چرخه ی ترموشیمیایی شکافت آب یک اکسید فلز در واکنش اکسایش و کاهش شرکت کرده و با استفاده از آب و انرژی خورشید، هیدروژن تولید می شود. این واکنشدر یک راکتور خورشیدی انجام می شود که در آن برای تأمین دمای بالای مورد نیاز برای انجام فرایند از انرژی متمرکز خورشیدی استفاده می شود. تعداد زیادی از زوج های اکسایش و کاهش در نظر گرفته شده اند که در میان آن ها روی ( ZnO/Zn (، آهن ) Fe3O4/FeO ( و اکسید فلزات بر پایه ی آهن ) (Fe1-xMx)3O4/(Fe1-xMx)1-yO که M فلزاتی چون نیکل،منگنز، کبالت، منیزیم و غیره می باشد، به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته اند. زوج های اکسایش و کاهش دیگری مانند SnO2/SnO ، CeO2/Ce2O3 ، GeO2/GeO و MgO/Mg نیز وجود دارند که به دلیل ویژگی های متمایز و بالقوه ی خود، در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله به مقایسه ی این اکسیدهای فلزی از نظر بازده، واکنش پذیری، گزینش پذیری، تکرارپذیری چرخه و شرایط دمایی و فشاری واکنش پرداخته می شود. در میان انواع این اکسیدهای فلزی، اکسید روی و اکسید قلع به دلیل بازده تبدیل انرژی بالا، واکنش پذیری مناسب و قابلیت تکرارپذیری چرخه، با وجود دمای بالای مورد نیاز واکنش کاهش، برای انجام واکنش چرخه ی ترموشیمیایی تولید هیدروژن پیشنهاد می شوند