با استفاده از روش لایه‌نشانی؛

کارایی پیل‌های سوختی با نانو باغچه بهبود می‌یابد

محققان هلندی و چینی نانوساختار‌هایی شبیه به گل و گیاه روی سطح ایجاد کردند که دارای خواص کاتالیستی بوده و می‌توان از آن برای افزایش کارایی پیل‌های سوختی استفاده کرد.

کد خبر: ۸۶۰۷۱۷

پنجشنبه - ۱۹ تير ۱۳۹۹ / July 09, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، یافته‌های اخیر محققان دانشگاه آمستردام نشان می‌دهد که نانوساختار‌هایی از جنس فسفید کبالت می‌تواند نقش کاتالیستی موثری در فرآیند الکترولیز آب داشته باشد.

نینگ یانگ و همکارانش با همکاری محققانی از دانشگاه ووهان در چین، مقاله‌ای در نشریه Journal of Materials Chemistry A به چاپ رساندند که در آن جزئیاتی درباره روشی برای لایه‌نشانی ساختار‌های برگ ‌مانند ارائه کردند، روشی که با استفاده از آن می‌توان نانوساختار‌هایی شبیه به برگ، گل و علفزار ایجاد کرد و از این نانوساختار‌ها برای تولید هیدروژن استفاده کرد.

برای تولید نانوساختارها، راهبرد بالا به پایین بسیار مورد توجه است از میان این روش‌ها، روش لیتوگرافی بسیار رایج است. البته این نوع روش‌ها برای تولید مواد نیمه‌هادی مناسب هستند، اما در تولید موادی حساس و ظریف، چنین روش‌هایی بسیار زمان‌بر بوده و هزینه بالایی دارند.

به‌عنوان جایگزین، برخی محققان از روش‌های پایین به بالا استفاده می‌کنند که در آن واحد‌های سازنده نانومقیاس یا مولکول‌ها به کار گرفته می‌شوند. برای رسیدن به چنین ساختار‌هایی که شکل هندسی مشخصی دارند لازم است تا مواد افزودنی گرانقیمت استفاده شود.

اما این گروه تحقیقاتی روش جدیدی ارائه کرد که بسیار ساده بوده و با کمک لایه‌نشانی هیدروکسید کبالت می‌توان به ساختار مورد نظر رسید. آن‌ها نشان دادند که با این روش می‌توان نانومعماری‌های مختلفی انجام داد و در نهایت به ساختاری مشابه باغچه رسید که در آن خاک، علف، گل و گیاه وجود دارد!

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که با این روش می‌توان انواع ساختار‌ها را رشد داد. این گروه نشان دادند که با استفاده از فسفیداسیون نانوساختار‌های تولید شده، می‌توان خواص کاتالیستی در محصول ایجاد کرد. در این پروژه محققان نانوساختار‌های فسفید کبالت تولید کردند که دارای فعالیت کاتالیستی دوگانه در برابر شکستن مولکول آب است که هم موجب افزایش تولید هیدروژن شده و هم تولید اکسیژن را افزایش می‌دهد.

محققان این پروژه، نانوباغچه خود را روی پارچه‌ای حاوی الیاف کربن به ضخامت ده میکرون ایجاد کردند، ماده‌ای که در تولید الکترود‌ها در پیل‌های سوختی رایج است.

آزمایش‌های آن‌ها نشان می‌دهد که استفاده از این کاتالیست موجب تسریع تولید هیدروژن و افزایش نرخ تولید اکسیژن شده‌است.