افزایش کارایی الکترولیز آب به کمک یک نانوکامپوزیت

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ محققان دانشگاه توئنته، ماده کامپوزیتی جدیدی را ساخته‌اند که نسبت به اجزاء سازنده خود به صورت منفرد، عملکرد بهتری داشته به طوری که تا دو برابر کارایی بالاتر دارد. این کامپوزیت از چندین عنصر فراوان زمین تشکیل شده است، که به طور بالقوه می‌تواند بدون نیاز به فلزات نادر و گران‌بها مانند پلاتین، برای تولید کارآمد هیدروژن استفاده شود. محققان یافته‌های خود را در مجله ACS Nano منتشر کردند.

هیدروژن سبز به‌عنوان حامل انرژی آینده دیده می‌شود. به طور موثری، هیدروژن راهی برای ذخیره انرژی برای مدت طولانی ارائه می‌دهد. این امر باعث می‌شود که تولید آن تا حد ممکن کارآمد باشد. الکترولیز آب یکی از پایدارترین روش‌ها برای تولید هیدروژن سبز است. با این حال، با روش‌های الکترولیز فعلی، ما به مواد نادر و گران‌قیمت زیادی احتیاج داریم.

کریس باومر از محققان این پروژه می‌گوید: «در حال حاضر، کارآمدترین الکترولیزر‌ها حاوی پلاتین و ایریدیم هستند که برای الکترود‌هایی که روی آن هیدروژن و گاز اکسیژن از آب تولید می‌شوند، مورد نیاز است. با این حال، پلاتین و به ویژه ایریدیم بسیار کمیاب هستند. به همین دلیل ما دائماً به دنبال مواد برای ساخت الکترود هستیم.»

کریس باومر و همکارانش دقیقاً آنچه را که در یک ماده جدید به دنبال آن بودند، پیدا کردند که این ترکیب حاوی پنج فلز مختلف انتقالی است.

به صورت جداگانه و منفرد، این پنج فلز انتقالی فقط در هنگام استفاده به‌عنوان کاتالیزور، نسبتاً فعال هستند. با این حال، محققان دریافتند که فعالیت ترکیبی این مواد بسیار بالا است.

وی می‌گوید: «ما انتظار داشتیم که ثبات در مقایسه با کامپوزیت‌های سنتی افزایش یابد، اما وقتی آزمایش را شروع کردیم به زودی معلوم شد که این فعالیت نیز بسیار بیشتر از تصور ما است. با همکاری شرکای ما از کارلسروهه در آلمان و برکلی، متوجه شدیم فلزات انتقالی منفرد ممکن است به یکدیگر کمک کنند تا مواد ترکیبی بهتر از اجزاء منفرد آن در یک اثر هم افزایی ارائه دهند.»

به نقل از وبگاه فیز (phys) ؛ این یافته‌های جدید به معنای این نیست که ما می‌توانیم به طور مستقیم تمام الکترود‌ها را با این ماده جدید جایگزین کنیم. ترکیب پنج ماده مختلف پیچیده است و فعالیت تاکنون فقط در یک محیط آزمایشگاه آزمایش شده است.