به گزارش روز سه شنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري، براي صنعتي شدن پيل‌هاي سوختي، به عنوان يك انرژي پايدار، مسئله اقتصادي در توليد اين نوع سيستم‌ها بايد بهينه‌سازي شود. عموماً در ساخت اين پيل‌ها، از فلز گران‌قيمت و كمياب پلاتين استفاده مي‌شود كه حدود سي درصد كل هزينه‌هاي پيل سوختي را به خود اختصاص مي‌دهد.
به گفته حسنا قنبرلو محقق دانشگاه علم و صنعت ايران، اين كار تحقيقاتي با هدف كاهش هزينه‌ها در پيل‌هاي سوختي دما پايين كه در حوزه انرژي‌هاي تجديد پذير شناخته شده هستند، صورت گرفته است.
وي پيشنهاد اين طرح براي حل دستيابي به اين هدف را چنين عنوان كرد: راهكار كاربرد پيل‌هاي سوختي در صنعت، استفاده از كاتاليست‌هاي عاري از پلاتين است. البته اين كاتاليست‌ها بايد با داشتن فعاليتي برابر يا بيشتر از پلاتين و همچنين پايداري و طول عمر مناسب، بتوانند در رقابت با عملكرد پلاتين پيشي بگيرند.
قنبرلو در ادامه افزود: از جمله مواد نانوساختاري كه تاكنون توانسته‌اند چنين عملكردي داشته باشند، نانوساختارهاي نيتروژن‌دهي شده مثل گرافن و نانولوله‌هاي كربني هستند كه در تركيب با فلزات ارزان قيمت استفاده مي‌شوند. به همين دليل در پروژه حاضر كاتاليست پايه گرافني نيتروژن دهي شده توسط يك روش سولووترمال سنتز شد و فلزات آهن و كبالت روي اين پايه نانوساختار توسط روش پلي يول ته نشين سازي شدند. اين روش ته نشين سازي، موجب پخش بهينه نانوذرات روي پايه كربني نسبت به روش‌هاي مرسوم شده كه خود نقش زيادي در افزايش فعاليت كاتاليست سنتز شده دارد.
وي با اشاره به اين كه دليل استفاده از پلاتين واكنش كند احياي اكسيژن در الكترود كاتد پيل‌هاي سوختي پليمري است، عنوان كرد: ما در اين طرح به كمك نانوكاتاليست سنتز شده توانستيم با وجود حذف فلز پلاتين، به يك فعاليت قابل قبول براي انجام واكنش احياي اكسيژن در الكترود كاتد پيل سوختي برسيم. هم چنين به دليل اينكه هم در بخش سنتز پايه گرافني نيتروژن دهي شده و هم ته نشين سازي فلزات از روش‌هاي ساده و كم هزينه استفاده شده، هزينه‌هاي توليد نانوكاتاليست نيز تا حد زيادي كاهش يافته است. علاوه بر آن، نانوكاتاليست سنتز شده داراي پايداري خيلي بيشتري نسبت به كاتاليست‌هاي پلاتيني رايج است كه سريعاً در الكتروليت حل مي‌شوند. از طرفي اين نانوكاتاليست در برابر عبور سوخت انعطاف بالايي از خود نشان مي‌دهد و مشكل مسموميت با منوكسيد كربن و اختلال در اثر عبور سوخت و متانول را ندارد.
دانشجوي دكتراي مهندسي شيمي دانشگاه علم و صنعت ايران تصريح كرد: پيل‌هاي سوختي دما پايين (مثل پيل سوختي غشاي تبادل پروتون) در صنعت حمل و نقل و صنعت خودرو كاربرد دارند. اين منابع انرژي كه از سوخت هيدروژن استفاده مي‌كنند، پايدار هستند و تا زماني كه تأمين سوخت براي اين سيستم‌ها انجام شود، مي‌توانند انرژي الكتريكي مورد نياز خودرو و ساير وسايل الكترونيكي قابل حمل و نقل را تأمين كنند. لازم به ذكر است كه فناوري انرژي پيل سوختي جزو انرژي‌هاي پاك و تجديد پذير به شمار مي‌رود و در صورت استفاده از آن در صنعت خودرو، آلاينده‌هاي زيست محيطي به شدت كاهش مي يابند.
در اين طرح آزمون‌هاي تعيين مشخصات الكتروشيميايي در سيستم سه الكترودي، شامل آزمون‌هاي ولتامتري چرخه‌اي، ولتامتري خطي روبشي و آزمايش‌هاي كرونوآمپرومتري و امپدانس الكتروشيميايي استفاده شده است.طول عمر و پايداري بالاتر نسبت به كاتاليست‌هاي پلاتيني رايج از ديگر مزيت‌هاي اين گونه از پيل هاي سوختي است.
حسنا قنبرلو- دانشجوي دكتراي مهندسي شيمي دانشگاه علم و صنعت ايران- دكتر سوسن روشن ضمير- عضو هيأت علمي دانشگاه علم و صنعت و ايران- در انجام اين طرح فعاليت داشته‌اند. نتايج اين كار در مجلهJournal of Power Sources با ضريب تأثير 6/1 (جلد 273، سال 2015، صفحات 981 تا 989 ) به چاپ رسيده است.
علمي**1023**1440
تنظيم:ابوالقاسم تيموري** انتشار: گلشن
تاریخ انتشار: ۲ آبان ۱۳۹۶ - ۰۸:۱۵
تهران- ايرنا-محققان دانشگاه علم و صنعت ايران نانوكاتاليست‌هايي را سنتز كرده‌اند كه مي‌تواند هزينه ساخت پيل‌هاي سوختي را تا حد قابل قبولي كاهش دهد. در ساخت اين نانوكاتاليست از پلاتين هيچ استفاده‌اي نشده، اما توانسته به فعاليت قابل قبولي نسبت به كاتاليست‌هاي پلاتيني رايج و مرسوم دست پيدا كند.