كاتاليزوهاي جديد براي پيل‌هاي سوختي
كاتاليزوهاي جديد براي پيل‌هاي سوختي
دكتر Youan Xia و پروفسور McKelvey (استاد مهندسي بيومواد دانشگاه واشنگتن)، سرپرستي گروهي از محققان را كه بر روي اين كاتاليست‌ها كار مي‌كنند، به عهده دارد. اين كاتاليزور از يك هسته‌ي پالاديوم تشكيل شده كه با شاخه‌هاي حجيم و درخت‌سان پلاتينيوم احاطه شده‌است. ابعاد هسته‌ي كاتاليزور حدود 9 نانومتر و طول شاخه‌هاي پلاتينيومي آن حدود 7 نانومتر است. اين كاتاليزور به روش احياي مرحله‌به‌مرحله‌ي پيش‌ماده به پالاديوم و پلاتينيوم ـ كه به كمك L- اسيد اسكوربيك (ويتامينC ) اتفاق ميا‌فتد ـ در يك محلول آبي سنتز مي‌شود و داراي مساحت سطحي بالا، و بسيار مستحكم و پايدار است.
محققان عملكرد كاتاليزور در فرايند احياي اكسيژن را از طريق تعيين مقدار جريان توليدشده در اين سيستم الكتروشيميايي آزمايش كردند. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه فعاليت كاتاليزور دوفلزي كه در دماي معمولي سنتز شده‌است، 5/2 برابر كاتاليزور تك‌فلزي پلاتينيوم و 5 برابر كاتاليزورهاي مرسوم ديگر است.
دو روش براي ساخت يك كاتاليزور مؤثرتر وجود دارد: يكي كنترل اندازه و كوچك‌تر كردن آن است كه منجر به افزايش سطح ويژه‌ي كاتاليزور در واحد جرم مي‌شود و ديگري تغيير آرايش اتم‌ها در سطح كاتاليزور است كه در اين كار پژوهشي هر دو روش انجام شدند. محققان از بين دو آرايش مربعي و هگزاگونال، آرايش هگزاگونال را براي اتم‌هاي سطحي برگزيدند؛ زيرا تحقيقات نشان داده‌اند كه اثر آن در واكنش احياي اكسيژن دو برابر آرايش مربعي است.
كنترل رشد هسته‌ي كاتاليزور در حين سنتز، اين امكان را فراهم مي‌كند تا شكل و تركيب نانوساختار فلزي ايجادشده در محلول را كنترل و از ايجاد اشكال غير مرسوم جلوگيري كنيم.
يكي از مشكلات نانوكاتاليست‌ها تمايل آنها براي چسبيدن به هم است كه باعث كاهش سطح مؤثر آنها مي‌شود. در اين مطالعه اين مشكل با ثابت نگه داشتن شاخه‌هاي پلاتينيومي حل شده‌است؛ زيرا شاخه‌هاي پلاتينيوم كمپلکس به دست‌آمده بدون حركت بوده و آرايش اتم‌هاي آن نيز حفظ مي‌شود كه اين امر به پايداري آن كمك مي‌كند.
اعضاي اين گروه پژوهشي هم‌اكنون در حال بررسي امكان افزودن يك فلز بي‌اثر ديگر مانند طلا و ساخت كاتاليزورهاي سه‌فلزي هستند. طلا توانايي اكسيد كردن منوكسيد كربن به دي‌اكسيد كربن را دارد، همچنين مي‌تواند باعث پايداري بيشتر كاتاليست و كنترل بهتر فرايند شود.
دكتر Xia و همكارانش نتايج كار خود را در مجله‌ي Science منتشر كردند.
منبع:http://nano.ir/newstext.php?Code=6120
