تولید کارآمد هیدروژن در باغچه‌های نانو

با تلاش پژوهشگران هلندی صورت گرفت

پژوهشگران هلندی توانستند طی بررسی جدید خود، به تولید کارآمد هیدروژن در باغچه‌های نانو بپردازند.

به گزارش آردی نیوز و به نقل از فیز، پژوهشی که در “دانشگاه آمستردام”(UvA) هلند انجام شده است، نشان می‌دهد که نانوساختارهای کبالت فسفید که به سادگی تولید می‌شوند، می‌توانند کاتالیزورهای بسیار موثری برای الکترولیز آب باشند.

پژوهشگران “موسسه علوم مولکولی وانت هوف”(HIMS) دانشگاه آمستردام به سرپرستی “نینگ یان”(Ning Yan)، شیمیدان این دانشگاه، در بررسی جدیدی که با پژوهشگران بخش فیزیک و فناوری “دانشگاه ووهان”(WHU) چین انجام دادند، دریافتند که چگونه روش‌های نسبتا ساده رسوب الکتروشیمیایی می‌توانند به تشکیل نانوساختارهایی شبیه به برگ و گل کمک کنند که به تولید کارآمد هیدروژن منجر می‌شود.

روش‌هایی که از دیرباز برای تهیه نانوساختارها رایج بوده‌اند، برای تولید ساختارهای نیمه‌هادی کاملا مناسب هستند اما برای کاربردهای پیچیده‌تر، به زمان بیشتری نیاز دارند و مقرون به صرفه نیستند.

بسیاری از پژوهشگران سعی دارند تا نانوساختارهایی را به عنوان جایگزین‌ پیدا کنند که بر پیوندهای مولکولی یا نانومقیاس مبتنی هستند اما دستیابی به کنترل هندسی آن، اغلب به افزودنی‌ها یا مواد فعال سطحی نیاز دارد که تهیه آنها در مقیاس بزرگ، کاری بسیار چالش‌برانگیز است.

پژوهشگران در این پروژه، یک روش نسبتا ساده ارائه داده‌اند که در آن از رسوب الکتروشیمیایی هیدروکسید کبالت استفاده می‌شود. آنها توانستند نانوساختارهایی را طراحی و آماده کنند که شبیه به ساختارهای موجود در یک باغ از جمله خاک، جوانه، چمن، گل و برگ هستند.

به گفته پژوهشگران، این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که آنها می‌توانند هر یک از ساختارهای مورد نظر را در آن پرورش دهند.

پژوهشگران با کمک یک روش ساده توانستند نانوساختارها را از نظر کاتالیستی فعال کنند. نانوساختارهای کبالت فسفید که طی این فرآیند تولید شده‌اند، فعالیت کاتالیستی را در الکترولیز آب به نمایش می‌گذارند و واکنش‌های تولید اکسیژن و هیدروژن را افزایش می‌دهند.

پژوهشگران، نانوباغ‌های خود را روی یک پوشش از الیاف کربن به قطر حدود ۱۰ میکرومتر پرورش دادند. آنها الیاف را با کمک لایه متراکمی از هیدروکسید کبالت محصور کردند. این لایه، ثبات ساختاری نانوساختارها را افزایش داد. پژوهشگران با تغییر دادن دما و غلظت یون‌ها توانستند توانایی جوانه زدن مانند چمن طبیعی را به نانوساختارها القا کنند.

پژوهشگران نهایتا در آزمایش الکترولیز آب نشان دادند که نانوباغچه‌های آنها نه تنها واکنش تکامل هیدروژن را انجام می‌دهند، بلکه به تولید اکسیژن هم منجر می‌شوند. آنها نشان دادند که این فعالیت زیستی، با استفاده از یک سیستم شامل دو الکترود امکانپذیر است.

این گروه پژوهشی در نظر دارند در پژوهش‌های آینده خود، کاربرد الکترون‌ها را برای کنترل رشد نانوکریستال‌های دخیل در تولید مواد الکتریکی مورد بررسی قرار دهند.

این پژوهش، در “Journal of Materials Chemistry” به چاپ رسید. /ایسنا