با تلاش محققان؛

تولید انرژی با استفاده از نانوساختاری به شکل «درخت کریسمس»

پژوهشگران کاتالیستی ساختند که دارای نانوساختار‌هایی شبیه به درخت کریسمس است، این کاتالیست برای تولید انرژی به کار گرفته می‌شود.

کد خبر: ۹۴۴۹۳۳

يکشنبه - ۰۶ تير ۱۴۰۰ / June 27, 2021

به گزارش گروه ناوری خبرگزاری دانشجو، سطح فلز با ساختار نانو دارای خواص فیزیکی و شیمیایی جدیدی می‌شود که این موضوع باعث جلب توجه جوامع علمی شده تا از این ویژگی برای ساخت کاتالیست‌ها و حسگر‌های زیستی استفاده کنند.

فرآیند ساخت می‌تواند بر شکل و اندازه‌های نانوساختار‌های فلزی تأثیر بگذارد. در میان فرآیند‌های مختلف ساخت، روش رسوب الکتروشیمیایی به‌طور گسترده‌ای برای نانوساختار‌های فلزی استفاده می‌شود. با استفاده از این روش، تیمی از محققان به سرپرستی دکتر یوکی ناگائو، دانشیار موسسه پیشرفته علم و فناوری ژاپن (JAIST) و محمود الحسن، دانشجوی دکتری در JAIST، موفق به ساخت کاتالیزور‌های مبتنی بر پالادیم با ریخت‌شناسی منحصر به فرد شدند.

در این مطالعه، محققان موفق شده‌اند برای اولین‌بار نانوساختار‌های پالادیوم به شکل درخت کریسمس را با استفاده از روش رسوب الکتروشیمیایی بدون استفاده از مواد افزودنی روی سطح GCE سنتز کنند. روش رسوب الکتریکی کنترل‌ شده، لبه‌های تیز بسیاری از نانوساختار‌های پالادیوم را به شکل درخت کریسمس (Pd / GCE) ایجاد می‌کند که فعالیت کاتالیزوری را برای اکسیداسیون الکتریکی اسید اسکوربیک افزایش می‌دهد.

نانوساختار‌های منحصر به‌فرد در GCE اکسیداسیون الکتروکاتالیستی عالی اسید اسکوربیک را نسبت به GCE اصلاح نشده در محلول ۱ M KOH از خود نشان می‌دهند. چندین لبه تیز مشاهده شده در ساختار‌های نانو باعث بهبود عملکرد الکتروکاتالیستی می‌شود. این نتایج گامی رو به جلو برای ساخت پیل سوختی مایع بر پایه اسید اسکوربیک (DLFC) است.

حسن توضیح می‌دهد: «بهبود عملکرد الکتروکاتالیستی در الکترو اکسیداسیون اسید اسکوربیک می‌تواند با ساخت پیل سوختی مایع قلیایی بر پایه اسید اسکوربیک، انرژی پاک‌تری را فراهم کند.»

برای حل مشکلات و بحران‌های انرژی و تغییرات آب و هوایی، منابع انرژی پاک باید به سرعت بررسی شوند. DLFC با طراحی ساده سلولی می‌تواند گزینه بالقوه منبع انرژی جدید باشد. اسید اسکوربیک که به‌عنوان ویتامین C نیز شناخته می‌شود، یک منبع سوخت عملی برای DLFC است. اسید اسکوربیک سازگار با محیط‌زیست است و در طی اکسیداسیون الکتریکی خود، دو الکترون و دو پروتون همراه با اسید دهیدرواسکوربیک سبز تولید می‌کند. استفاده از اسید اسکوربیک مقرون به صرفه است؛ بنابراین می‌تواند به‌عنوان منبع انرژی پاک به‌طور گسترده استفاده شود.