ساختار های نانویی محققان به فراوری هیدروژن منجر شد - وبلاگ تحصیل

به گزارش وبلاگ تحصیل، محققان با استفاده از ساختار های نانویی پیروز به ایجاد نانوگیاهانی شدند که هیدروژن فراوری می نمایند.

به گزارش خبرنگار فناوری وبلاگ تحصیل، شیمیدان نینگ یان و تیم او در موسسه علوم مولکولی دانشگاه آمستردام و همکارانش از دانشکده فیزیک و فناوری دانشگاه ووهان چین در مقاله ای شرح می دهند که کاتالیز فسفیدکبالت شبه طبیعی برای الکترولیز آب بسیار موثر است. آن ها بیان می نمایند که چگونه روش های رسوب الکتروشیمیایی نسبتا ساده به عملکرد نانوساختار های برگ مانند برای فراوری هیدروژن می پردازند.

از دیرباز روش های مختلفی مانند چاپ سنگی برای فراوری نانوساختار ها مورد استفاده بوده است. این روش برای ساختار های نیمه هادی کاملا مناسب است، اما برای کاربرد های اختصاصی وقتگیر بوده و مقرون به صرفه نیست. به عنوان یک جایگزین، نینگ یان و همکارانش یک روش مناسب از رسوب الکتروشیمیایی کبالت هیدروکسید را کشف کردند. در همکاری با محققان دانشکده فیزیک و فناوری دانشگاه ووهان، آن ها توانستند نانوساختار های مختلفی که شبیه به موارد مختلف باغچه مانند خاک، جوانه، گل و برگ هستند را طراحی و تهیه نمایند.

علاوه بر این، آن ها با یک روش ساده فسفیداسیون توانستند نانوساختار ها را از نظر کاتالیستی فعال نمایند. نانوساختار های فسفیدکبالت حاصل، فعالیت کاتالیزوری دوتایی را در تقسیم الکترولیتی آب نشان داده و واکنش های فراوری هیدروژن و اکسیژن را افزایش می دهند.

این گروه تحقیقاتی نانوباغچه خود را روی یک لباس حاوی الیاف کربن به قطر حدود 10 میکرومتر، یک ماده الکترودی در سلول سوختی و الکترولیز ها پرورش دادند. باغداری با ته نشین کردن یک لایه خاک به وسیله محصور کردن الیاف با یک لایه متراکم از هیدروکسید کبالت بطور هیدروترمال شروع شد. این لایه باعث افزایش پایداری نانوساختار ها می گردد. با تغییر در غلظت یون ها و دما، آن ها شبیه به گیاهان جوانه زده و در خاک ریشه می دوانند.

این گیاهان طولی به میانگین 1.5 میلیمتر و ضخامت 100 نانومتر دارند. محققان به منظور افزودن شکوفه ها و برگ ها به گیاهان از روش رسوب الکترولیتیکی استفاده کردند. بعد از تبدیل نانوساختار های هیدروکسیدکبالت به فسفیدکبالت با عمل فسفیداسیون، محققان عملکرد کاتالیزی آن ها را نیز در یک شرایط مناسب مالی ارزیابی کردند. از این آزمایش تعیین شد که عملکرد کاتالیزور در یک محیط اسیدی بهترین و مناسب ترین شرایط را برای فراوری هیدروژن دارد.

پایان در آزمایش های الکترولیز آب، محققان نشان دادند که نانوباغچه آن ها نه تنها فراوری هیدروژن را کاتالیز می نماید بلکه منجر به فراوری اکسیژن نیز می گردد. این فعالیت زیستی با استفاده از یک ساختار دو الکترودی متقارن با نانوباغچه های قابل شناسایی در آند و کاتد، نشان داده شده است. این گروه در برنامه های بعدی خود میخواهد تا از الکترون ها برای کنترل رشد نانوکریستال ها در سنتز مواد الکتریکی استفاده نمایند.