[ad_1]

تصویر

تصویر: در صورت موفقیت در تجارت ، پیل های سوختی متانول مستقیم می توانند جایگزین باتری های لیتیوم یونی در همه جا در الکترونیک های قابل حمل شوند ، به لطف دید چگالی انرژی بالاتر بیشتر

اعتبار: Unsplash

به دلیل بسیاری از مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی ، بسیاری از دانشمندان در سراسر جهان در جستجوی گزینه های موثر هستند. اگرچه امید زیادی به سلولهای سوختی هیدروژنی وجود دارد ، اما واقعیت این است که حمل ، ذخیره و استفاده از هیدروژن خالص با هزینه اضافی زیادی همراه است و این فرایند را با فناوری مدرن به چالش می کشد. در مقابل ، متانول (CH)3اوه3) ، نوعی الکل ، به سردخانه نیاز ندارد ، چگالی انرژی بالاتری دارد و حمل و نقل آن راحت تر و ایمن تر است. بنابراین ، انتقال به اقتصاد مبتنی بر متانول یک هدف واقع بینانه تر است.

با این حال ، تولید برق از متانول در دمای اتاق به یک سلول سوختی متانول مستقیم (DMFC) نیاز دارد. دستگاهی که تاکنون عملکرد زیر بخار را ارائه می دهد. یکی از مشکلات اصلی DMFC ها عارضه جانبی “اکسیداسیون متانول” است که در هنگام عبور متانول رخ می دهد ، “یعنی وقتی از آند به کاتد منتقل می شود. این واکنش منجر به تجزیه کاتالیزور پلاتین (Pt) می شود ، اگرچه استراتژی های خاصی برای کاهش این مشکل ارائه شده است ، اما تاکنون به دلیل مشکلات هزینه یا ثبات ، هیچ یک به اندازه کافی خوب نبوده اند.

خوشبختانه ، در مطالعه اخیر منتشر شده در مواد و رابط های برنامه ACS، تیمی از دانشمندان از کره با یک راه حل خلاق و موثر روبرو شدند. آنها – با روشی نسبتاً ساده – یک کاتالیزور ساخته شده از نانوذرات Pt را که در یک پوسته کربن قرار گرفته است ، ساخته اند. این پوسته یک شبکه کربنی تقریباً غیر قابل نفوذ با سوراخ های کوچک ایجاد می کند که در اثر نقص نیتروژن ایجاد می شود. در حالی که اکسیژن ، یکی از اصلی ترین واکنش دهنده های DMFC ، می تواند از طریق این “سوراخ ها” به کاتالیزور Pt برسد ، اما مولکول های متانول برای عبور از آن حد بزرگ هستند. پروفسور اوه جونگ کوون از دانشگاه ملی اینچئون کره ، که رهبری این مطالعه را بر عهده دارد ، توضیح می دهد: “پوسته کربن به عنوان یک غربال مولکولی عمل می کند و انتخابی برای معرف های مورد نظر فراهم می کند که در واقع می توانند به مکان های کاتالیزور برسند. این از واکنش ناخواسته هسته های Pt جلوگیری می کند.” .

دانشمندان انواع مختلف آزمایشات را برای توصیف ساختار و ترکیب کلی کاتالیزور آماده انجام دادند و ثابت کردند که اکسیژن می تواند از طریق پوسته کربن این کار را انجام دهد و متانول نمی تواند. آنها همچنین راهی روشن برای تنظیم تعداد نقص در پوسته با تغییر دما به راحتی در یک مرحله عملیات حرارتی پیدا کردند. در مقایسه های آزمایشی بعدی ، کاتالیزور پرتابه جدید آنها بهتر از کاتالیزورهای Pt تجاری عمل می کند و ثبات بسیار بالاتری را ارائه می دهد.

پروفسور Kuon طی 10 سال گذشته با انگیزه روشهای زیادی که این فناوری می تواند جایگاه خود را در زندگی روزمره پیدا کند ، در تلاش برای بهبود کاتالیزورهای سلول سوختی است. وی گفت: “DMFC تراکم انرژی بالاتری نسبت به باتری های لیتیوم یون دارند و بنابراین می توانند به عنوان منبع تغذیه جایگزین برای دستگاه های قابل حمل مانند لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند تبدیل شوند.”

با توجه به آینده سیاره ما ، انتقال به سوخت های جایگزین باید یکی از اهداف اصلی بشریت باشد و این مطالعه یک گام قابل توجه در مسیر درست است.

###

کمک

نویسندگان: Dohyeon Lee (1) ، Sujin Gok (1) ، Youngkwang Kim (2) ، Yung-Eun Sung (2) ، Eunjik Lee (3) ، Ji-Hoon Yang (3) ، Jee Youn Hwang (3) ، Oh Joong Kwon (1) و Taeho Lim (4)

عنوان مقاله اصلی: تحمل متانول Pt؟ هسته C کاتالیزور پوسته کاتدیک برای سلولهای سوختی مستقیم با متانول

مجله: مواد و رابط های برنامه ACS

DOI: 10.1021 / acsami.0c07812

تجهیزات جانبی:

(1) گروه انرژی و مهندسی شیمی ، دانشگاه ملی اینچئون

(2) دانشکده مهندسی شیمی و بیولوژیک ، دانشگاه ملی سئول

(3) گروه تحقیق و توسعه ، گروه موتور هیوندای

(4) گروه مهندسی شیمی ، دانشگاه Sunsil

درباره دانشگاه ملی اینچئون

دانشگاه ملی اینچئون (INU) یک مرکز جامع دانشگاهی است. این دانشگاه در سال 1979 تاسیس شد و در سال 1988 از دانشگاه برخوردار شد. یکی از بزرگترین دانشگاههای کره جنوبی ، نزدیک به 14000 دانشجو و 500 دانشکده در آن مستقر هستند. در سال 2010 ، INU با کالج Incheon City ادغام شد تا ظرفیت ها را گسترش دهد و برنامه های درسی بیشتری را باز کند. INU با تعهد خود به تعالی آکادمیک و تعهد بی وقفه در تحقیقات نوآورانه ، به دانشجویان خود کارآموزی واقعی ارائه می دهد. INU نه تنها بر یادگیری و یادگیری متمرکز است ، بلکه در تلاش است تا محیط حمایتی را برای دانش آموزان فراهم کند تا از اشتیاق خود پیروی کنند ، رشد کرده و همانطور که شعار آنها می گوید ، تحت تأثیر قرار گیرند. وب سایت: http: // www.اینوآکkr /mbshome /mbs /inuengl /فهرست مطالب.html

درباره نویسنده

پروفسور Oh Joong Kwon در سال 2007 دکترای خود را از دانشکده مهندسی شیمی و بیولوژیک ، دانشگاه ملی سئول و بورسیه فوق دکترا از مرکز تحقیقات ذخیره سازی و تبدیل انرژی ، دانشگاه ملی سئول دریافت کرد. او در سال 2008 به عنوان استاد كامل در بخش مهندسي مكانيك دانشگاه ملي اينچئون منصوب شد. سپس به بخش انرژي و مهندسي شيميايي در دانشگاه ملي اينچئون منتقل شد و در سال 2019 به مقام استادي كامل رسيد. با تحقیق در مورد کاتالیزورهای سلول سوختی و رسوب الکتروشیمیایی به عنوان مدیر چندین صندوق تحقیقاتی پشتیبانی شده توسط دولت و شرکت ها.

سایت اینترنتی: https: //اوهونگ کوانسایت wixsiteبا /گل مینا

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir