بادوام‌ترین پیل سوختی هیدروژنی جهان ساخته شد

محققان دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ (HKUST) پیل سوختی هیدروژنی جدیدی ساخته‌اند که نه تنها بادوام‌ترین پیل سوختی جهان است، بلکه مقرون به صرفه‌تر از دیگر پیل‌های سوختی بوده است.

کد خبر: ۱۰۲۱۱۲۷

چهارشنبه - ۲۲ تير ۱۴۰۱ / July 13, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه علم و فناوری هنگ کنگ (HKUST) پیل سوختی هیدروژنی جدیدی ساخته‌اند که نه تنها بادوام‌ترین پیل سوختی جهان است، بلکه مقرون به صرفه‌تر از دیگر پیل‌های سوختی بوده و راه را برای کاربرد گسترده‌تر انرژی سبز در جهان هموار می‌کند.

پیل سوختی هیدروژنی یک گزینه امیدوارکننده برای انرژی پاک است، زیرا با تبدیل هیدروژن و اکسیژن به الکتریسیته، با حذف انتشار دی اکسید کربن، ذرات معلق و سایر آلاینده‌های هوا که ممکن است باعث ایجاد مه دود و سایر مشکلات سلامتی شود، برق تولید می‌کند. علیرغم مزایای زیست محیطی و سال‌ها توسعه، پیل سوختی هیدروژنی هنوز به‌طور گسترده تجاری‌سازی نشده است. دلیل آن این است که تولید برق آن به شدت به یک الکتروکاتالیست بستگی دارد که عمدتاً از فلز گران‌قیمت و کمیاب پلاتین تشکیل شده است.

دانشمندان تلاش کرده‌اند تا با جایگزین کردن پلاتین با مواد رایج‌تر و ارزان‌تری مانند آهن-نیتروژن-کربن، جایگزین‌هایی بسازند، اما این مواد یا در تولید برق ناکارآمد هستند یا دوام ضعیفی دارند.

اکنون، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور شائو مینهوا از دپارتمان مهندسی شیمی و زیستی در دانشگاه علم و فناوری هنگ‌کنگ، فرمول جدیدی پیدا کردند که نه تنها می‌تواند نسبت پلاتین مصرفی را تا ۸۰ درصد کاهش دهد، بلکه رکوردی را نیز از نظر میزان مصرف به ثبت رساند.

علیرغم حجم کم پلاتین، این کاتالیزور هیبریدی جدید توسعه یافته توسط محققان موفق شده است تا فعالیت کاتالیزوری پلاتین را در ۹۷% پس از ۱۰۰۰۰۰ چرخه تست حفظ کند. در آزمایش دیگری، این پیل سوختی جدید پس از ۲۰۰ ساعت کارکرد، هیچ افت عملکردی نشان نداد.

یکی از دلایل چنین عملکرد برجسته‌ای، این واقعیت بود که کاتالیزور جدید به جای یک مکان در کاتالیزور‌های فعلی، سه مکان فعال مختلف برای واکنش دارد. این مخلوط جدید با استفاده از فرمولاسیونی حاوی پلاتین تک اتمی، تک اتم‌های آهن و نانوذرات پلاتین-آهن، سرعت واکنش را تسریع می‌کند و به فعالیت کاتالیزوری ۳٫۷ برابر بیشتر از خود پلاتین می‌رسد. از نظر تئوری، هرچه فعالیت کاتالیزوری بالاتر باشد، کاتالیزور قدرت بیشتری ارائه می‌کند.

پروفسور شائو مینهوا می‌گوید: «پیل سوختی هیدروژنی یک وسیله تبدیل انرژی است که برای دستیابی به یک دنیای بی‌کربن ضروری است، نیاز به گسترش استفاده از آن در میان مبارزه ما با تغییرات آب و هوایی وجود دارد. ما خوشحالیم که یافته‌های تحقیقاتی خود را یک قدم به این هدف نزدیکتر می‌کنیم. با تشکر از صندوق فناوری سبز دولت، ما به دنبال اصلاح بیشتر این کاتالیزور و سازگار ساختن آن با خودرو‌های پیل سوختی و سایر دستگاه‌های الکتروشیمیایی خواهیم بود.»