ساخت كاتالیزوری با فناوری نانو برای شكستن مولكول های آب

ساخت كاتالیزوری با فناوری نانو برای شكستن مولكول های آب

گوپا: پژوهشگران كاتالیزوری برای شكستن مولكول های آب ساختند كه با هزینه بسیار كمتر در مقایسه با پلاتین می تواند این پروسه را انجام دهد.



به گزار خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، پلاتین فلز گرانبهایی است كه در كاتالیزورهای تجزیه كننده آب استفاده می شود، اخیرا یك گروه تحقیقاتی از نانوذرات اكسیدآهن و نیكل برای ساخت این نوع كاتالیزورها استفاده كردند و نتایج جالب توجهی به دست آوردند.
پژوهشگران استرالیایی كاتالیزوری برای شكستن مولكول های آب ساختند كه با هزینه بسیار كمتری در مقایسه با پلاتین می تواند این پروسه را انجام دهد. این گروه تحقیقاتی نانوذراتی با دو سر ساختند كه در آن از نیكل و اكسید آهن استفاده شده است و به سبب داشتن چند سایت عاملی می تواند منجر به تولید گاز هیدروژن شود.
نیكل و آهن به وفور در زمین یافت می شوند، بدین سبب می توان آنها را جایگزین فلزات گران بها نظیر روتنیوم، پلاتین و ایریدیم كرد كه هم اكنون در كاتالیزورهای تجزیه آب استفاده می شوند. محاسبات نظیری عملكرد چگالی را نشان میدهد كه فعالیت كاتالیزوری واكنش تولید هیدروژن توسط نانوذرات به سبب جفت شدن قوی الكترونیكی میان اكسید آهن و نیكل تقویت می شود و این امكان را فراهم می آورد كه یك كاتالیزور دو عملكردی فعال و پایدار برای شكستن مولكول های آب ایجاد شود. بازده این كاتالیست ۸۳٫۷ درصد گزارش شده كه بالاترین بازده گزارش شده تابحال است.
در سال ۲۰۱۵ تیم تحقیقاتی چوان ژانو یك الكترود نیكل آهن را برای تولید اكسید با كارایی بالا اختراع كرد. الكترود آهن و نیكل معمولا برای ساخت كاتالیزور گزینه مناسبی نیست اما جایی كه مقیاس نانو پا به میدان می گذارد گویی جادویی اتفاق می افتد. در واقع مقیاس نانو سبب تغییر خاصیت ماده شده و این كاتالیزور به خوبی پلاتین می تواند هیدروژن تولید نماید.
مزیت دیگر این كاتالیزور آن است كه می تواند هم اكسیژن و هم هیدروژن تولید نماید، بدین سبب نه تنها به ما این امكان را می دهد كه از عناصر فراوان و ارزان برای تولید كاتالیزور استفاده نمائیم، بلكه بجای یك ماده، دو ماه تولید می كند.
نتایج این پروژه نشان داد كه ورود نامتقارن ساختار الكتروكاتالیست می تواند اثر هم افزایی بی سابقه ای روی الكتروكاتالیست ها داشته باشد. این گروه با استفاده از این روش موفق شدند تا بر محدودیت عملی اكسیدهای مخلوط نیكل و آهن بر الكترولیز آب غلبه كند.
نتایج این پروژه در چارچوب مقاله ای با عنوان Overall electrochemical splitting of water at the heterogeneous interface of nickel and iron oxide در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.


منبع:

1398/10/18
14:52:47
5.0 / 5
3146
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۱
گوپا