خط رند ۹۱۲: پژوهشگران کاتالیزوری برای شکستن مولکول های آب ساختند که با هزینه بسیار کمتر 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 که در کاتالیزورهای تجزیه کننده آب استفاده می شود، اخیرا یک گروه تحقیقاتی از نانوذرات اکسیدآهن و نیکل برای ساخت این نوع کاتالیزورها استفاده کردند و نتایج جالب توجهی به دست آوردند.
پژوهشگران استرالیایی کاتالیزوری برای شکستن مولکول های آب ساختند که با هزینه بسیار کمتری در مقایسه با پلاتین می تواند این پروسه را انجام دهد. این گروه تحقیقاتی نانوذراتی با دو سر ساختند که در آن از نیکل و اکسید آهن استفاده شده است و به علت داشتن چند سایت عاملی می تواند منجر به تولید گاز هیدروژن شود.
نیکل و آهن به وفور در زمین یافت می شوند، بدین سبب می توان آنها را جایگزین فلزات گران بها نظیر روتنیوم، پلاتین و ایریدیم کرد که هم اکنون در کاتالیزورهای تجزیه آب استفاده می شوند. محاسبات نظیری عملکرد چگالی را نشان میدهد که فعالیت کاتالیزوری واکنش تولید هیدروژن توسط نانوذرات به علت جفت شدن قوی الکترونیکی میان اکسید آهن و نیکل تقویت می شود و این امکان را فراهم می آورد که یک کاتالیزور دو عملکردی فعال و پایدار برای شکستن مولکول های آب ایجاد شود. بازده این کاتالیست ۸۳٫۷ درصد گزارش شده که بالاترین بازده گزارش شده تابحال است.
در سال ۲۰۱۵ تیم تحقیقاتی چوان ژانو یک الکترود نیکل آهن را برای تولید اکسید با کارایی بالا اختراع کرد. الکترود آهن و نیکل معمولا برای ساخت کاتالیزور گزینه مناسبی نیست اما جایی که مقیاس نانو پا به میدان می گذارد گویی جادویی اتفاق می افتد. در واقع مقیاس نانو سبب تغییر خاصیت ماده شده و این کاتالیزور به خوبی پلاتین می تواند هیدروژن تولید نماید.
مزیت دیگر این کاتالیزور آن است که می تواند هم اکسیژن و هم هیدروژن تولید نماید، بدین سبب نه تنها به ما این امکان را می دهد که از عناصر فراوان و ارزان برای تولید کاتالیزور استفاده نماییم، بلکه بجای یک ماده، دو ماه تولید می کند.
نتایج این پروژه نشان داد که ورود نامتقارن ساختار الکتروکاتالیست می تواند اثر هم افزایی بی سابقه ای روی الکتروکاتالیست ها داشته باشد. این گروه با استفاده از این روش موفق شدند تا بر محدودیت عملی اکسیدهای مخلوط نیکل و آهن بر الکترولیز آب غلبه کند.
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: خط رند ۹۱۲
