سرعت واکنش های شیمیایی بدون فلزات گرانبها افزایش خواهد یافت
به گزارش لینک وبسایت، فلزات گرانبها اغلب کاتالیزورهای کارآمدی؛ اما گران و کمیاب هستند. تا کنون تعیین میزان کار آمدی جایگزینی آنها با فلزات غیرگرانبها دشوار بوده است. اخیرا محققان نشان دادند که چگونه از نانوذرات اکسید آهن و کبالت میتوان بعنوان کاتالیست در واکنش های شیمیایی استفاده نمود.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، نانوذرات فلزات غیرگرانبها می توانند جایگزین کاتالیزورهای گران قیمت برای تولید هیدروژن شوند. با این وجود، تعیین سرعت واکنش آنها بخصوص زمانیکه صحبت از ذرات اکسیدی می شود، اغلب دشوار است. به این علت که ذرات باید با استفاده از بایندر و افزودنی های رسانا به الکترود متصل شوند که نتایج را مخدوش می کند. اخیرا محققان، با کمک آنالیزهای الکتروشیمیایی ذرات منفرد، موفق به تعیین فعالیت و تبدیل مواد نانوکاتالیست ساخته شده از اکسید آهن-کبالت بدون هیچ گونه احتیاج به اتصال دهنده شدند.
یکی از محققان این پروژه گفته است: «توسعه کاتالیزورهای فلزات غیرگرانبها نقش تعیین کننده ای در تحقق انتقال انرژی ایفا می کند، چونکه این فلزات ارزان بوده و به مقدار کافی برای تولید سوخت های تجدیدپذیر در دسترس هستند. هیدروژن، یک منبع انرژی امیدوارکننده، می تواند با شکافت آب به هیدروژن و اکسیژن به دست آید.»
سرعت واکنشی بهتر از سرعت واکنش در صنعت
اینکه چگونه ذرات اکسید آهن-کبالت به صورت کار آمدی قادر به کاتالیز واکنش تولید اکسیژن هستند توسط محققان در این پروژه مورد بررسی قرار گرفت. آنها خیلی از ذرات منفرد را یکی بعد از دیگری تحلیل و بررسی کردند. شیمیدان ها به ذره اجازه دادند تا تولید اکسیژن روی سطح الکترود را تسریع کند و جریان عبوری از آنرا اندازه گیری کردند که اطلاعاتی در مورد سرعت واکنش عرضه می دهد. یکی از محققان می گوید: «ما چگالی جریان چند کیلو آمپر بر متر مربع را اندازه گیری کردیم. این مقدار، بالاتر از نرخ واکنش فعلی در صنعت است.»
این تیم نشان داد که برای ذرات کوچکتر از ده نانومتر، مقدار جریان به اندازه ذره بستگی دارد؛ هرچه ذره کاتالیزور کوچکتر باشد، جریان کوچکتر است. مقدار جریان، توسط اکسیژنی که در واکنش تولید می شود و از سطح ذرات پخش می شود، محدود می شود.
پایداری کاتالیست با وجود تنش های زیاد
بعد از آزمایش های کاتالیستی، شیمیدانان ذرات کاتالیست را در زیر میکروسکوپ الکترونی عبوری مشاهده نمودند.
به نقل از ستاد نانو، بررسی ها نشان داد که علیرغم شرایطی که کاتالیست تحمل کرده است، تغییرات ساختاری اندکی در آن مشاهده می شود. این پایداری ساختاری یکی از مزیت های مهم برای کاتالیست های اکسیدی است که می تواند استفاده از آنها را اقتصادی تر کند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب