دانشمندان کاتالیزور را در یک غربال مولکولی محافظ قرار می دهند که به طور انتخابی از عوارض جانبی در سلولهای سوختی متانول جلوگیری می کند – ScienceDaily


به دلیل بسیاری از مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی ، بسیاری از دانشمندان در سراسر جهان متمرکز بر یافتن گزینه های مثر هستند. اگرچه امید زیادی به سلولهای سوختی هیدروژنی وجود دارد ، اما واقعیت این است که حمل ، ذخیره و استفاده از هیدروژن خالص با هزینه اضافی زیادی همراه است و این فرایند را با فناوری روز به چالش می کشد. در مقابل ، متانول (CH)3اوه3) ، نوعی الکل ، به سردخانه نیاز ندارد ، چگالی انرژی بالاتری دارد و حمل و نقل آن راحت تر و ایمن تر است. بنابراین ، انتقال به اقتصاد مبتنی بر متانول یک هدف واقع بینانه تر است.

با این حال ، تولید برق از متانول در دمای اتاق به یک سلول سوختی متانول مستقیم (DMFC) نیاز دارد. دستگاهی که تاکنون عملکرد بخارپز را ارائه داده است. یکی از مشکلات اصلی DMFC ، اثر جانبی “اکسیداسیون متانول” است که در هنگام عبور متانول اتفاق می افتد ، “یعنی وقتی از آند به کاتد منتقل می شود. این واکنش منجر به تجزیه کاتالیزور پلاتین (Pt) ، که برای عملکرد سلول ضروری است اگرچه استراتژی های خاصی برای کاهش این مشکل ارائه شده است ، اما به دلیل مشکلات هزینه یا ثبات ، تاکنون هیچ یک به اندازه کافی خوب نبوده اند.

خوشبختانه ، در مطالعه اخیر منتشر شده در مواد و رابط های برنامه ACS، تیمی از دانشمندان از کره با یک راه حل خلاق و موثر روبرو شدند. آنها – با روشی نسبتاً ساده – یک کاتالیزور ساخته شده از نانوذرات Pt را که در یک پوسته کربن قرار گرفته است ، ساخته اند. این پوسته یک شبکه کربنی تقریباً نفوذ ناپذیر با سوراخ های کوچک ایجاد شده توسط نقص نیتروژن تشکیل می دهد. در حالی که اکسیژن ، یکی از اصلی ترین معرف های DMFC ، می تواند از طریق این “سوراخ ها” به کاتالیزور Pt برسد ، مولکول های متانول برای عبور از آن حد بزرگ هستند. پروفسور اوه جونگ کوون از دانشگاه ملی اینچئون کره ، که هدایت این مطالعه را بر عهده دارد ، توضیح می دهد: “پوسته کربن به عنوان یک غربال مولکولی عمل می کند و انتخابی برای معرفهای مورد نظر فراهم می کند که در واقع می توانند به مکانهای کاتالیزور برسند. این از واکنش ناخواسته هسته های Pt جلوگیری می کند.”

دانشمندان انواع مختلف آزمایشات را برای توصیف ساختار و ترکیب کلی کاتالیزور آماده انجام دادند و ثابت کردند که اکسیژن می تواند از طریق پوسته کربن این کار را انجام دهد و متانول نمی تواند. آنها همچنین یک روش مشخص برای تنظیم تعداد نقص در پوسته با تغییر دما به راحتی در مرحله عملیات حرارتی پیدا کردند. در مقایسه های آزمایشی بعدی ، کاتالیزور پرتابه جدید آنها بهتر از کاتالیزورهای Pt تجاری عمل می کند و ثبات بسیار بالاتری را ارائه می دهد.

پروفسور Kuon طی 10 سال گذشته با انگیزه روشهای زیادی که این فناوری می تواند جایگاه خود را در زندگی روزمره پیدا کند ، در تلاش برای بهبود کاتالیزورهای سلول سوختی است. وی گفت: “تراکم انرژی DMFC نسبت به باتری های لیتیوم یون بیشتر است و بنابراین می توانند به عنوان منبع انرژی جایگزین برای دستگاه های قابل حمل مانند لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند تبدیل شوند.”

با توجه به آینده آینده سیاره ما ، انتقال به سوخت های جایگزین باید یکی از اهداف اصلی بشریت باشد و این مطالعه یک گام قابل توجه در مسیر درست است.

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه ملی اینچئون. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*