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 در جستجوی گزینه های موثر 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 مدرن به چالش می کشد. در مقابل ، متانول (CH)3اوه3) ، نوعی الکل ، به سردخانه احتیاج ندارد ، چگالی انرژی بیشتری 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 زیر بخار را ارائه داده است. یکی از مشکلات اصلی DMFC ها عارضه جانبی “اکسیداسیون متانول” است که در هنگام عبور متانول اتفاق می افتد ، یعنی وقتی از آند به کاتد منتقل می شود. اگرچه استراتژی های خاصی برای کاهش این مشکل ارائه شده است ، اما تاکنون به دلیل مشکلات هزینه یا ثبات ، 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 غیر قابل نفوذ با سوراخ های کوچک ایجاد می کند که در اثر نقص نیتروژن ایجاد می شود. در حالی که اکسیژن ، یکی از اصلی ترین واکنش دهنده های DMFC ، می تواند از طریق این “سوراخ ها” به کاتالیزور Pt برسد ، اما 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 الک مولکولی عمل می کند و قابلیت انتخاب برای معرفهای مورد نظر را دارد که می توانند در واقع 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 راهی روشن برای تنظیم تعداد نقص در پوسته با تغییر دما به راحتی در یک 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 کوون طی 10 سال گذشته در تلاش بوده است تا کاتالیزورهای سلول سوختی را بهبود بخشد ، انگیزه این روش بسیاری است که این فناوری می تواند جایگاه خود را در زندگی روزمره ما پیدا کند. وی گفت: “DMFC تراکم انرژی بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم یون دارند و بنابراین می توانند به عنوان منبع تغذیه جایگزین برای دستگاه های قابل حمل مانند لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند تبدیل شوند.”

با توجه به 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: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>