نانوذرات آهن و نیکل جای پلاتین را در کاتالیزورها می‌گیرند
تهران - ایرنا - یک گروه تحقیقاتی به تازگی از نانوذرات اکسیدآهن و نیکل برای جایگزینی پلاتین در ساخت کاتالیزورهای تجزیه‌کننده آب استفاده کردند و نتایج جالب توجهی به‌دست آوردند.
به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران استرالیایی کاتالیزوری برای شکستن مولکول‌های آب ساختند که با هزینه بسیار کمتر در مقایسه با پلاتین می‌تواند این فرآیند را انجام دهد، این گروه تحقیقاتی نانوذراتی با دو سر ساختند که در آن از نیکل و اکسید آهن استفاده شده است و به دلیل داشتن چند سایت می‌تواند به تولید گاز هیدروژن منجر شود.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Overall electrochemical splitting of water at the heterogeneous interface of nickel and iron oxide در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.
نیکل وآهن به وفور در زمین یافت می‌شوند، بنابراین می‌توان آن‌ها را جایگزین فلزات گران‌بها نظیر روتنیوم، پلاتین و ایریدیم کرد، که اکنون در کاتالیزورهای تجزیه آب استفاده می‌شوند، محاسبات نظیری عملکرد چگالی را نشان می‌دهد که فعالیت کاتالیزوری واکنش تولید هیدروژن توسط نانوذرات به دلیل جفت شدن قوی الکترونیکی میان اکسید آهن و نیکل تقویت می‌شود و این امکان را فراهم می‌کند که یک کاتالیزور دو عملکردی فعال و پایدار برای شکستن مولکول‌های آب ایجاد شود.
بازده این کاتالیست 83.7 درصد گزارش شده که بالاترین بازده گزارش شده تاکنون است.
در سال 2015 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 می‌گذارد گویی جادویی اتفاق می‌افتد، در واقع مقیاس نانو موجب تغییر خاصیت ماده شده و این کاتالیزور به خوبی پلاتین می‌تواند هیدروژن تولید کند.
مزیت دیگر این کاتالیزور آن است که می‌تواند هم اکسیژن و هم هیدروژن تولید کند، بنابراین نه تنها به ما این امکان را می‌دهد که از عناصر فراوان و ارزان برای تولید کاتالیزور استفاده کنیم، بلکه به جای یک ماده، دو ماده تولید می‌کند.
نتایج این پروژه نشان داد که ورود نامتقارن ساختار الکتروکاتالیست می‌تواند اثر هم‌افزایی بی‌سابقه‌ای روی الکتروکاتالیست‌ها 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.
*س_برچسب‌ها_س*