به گزارش روز چهارشنبه گروه علم و آموزش ایرنا، حاصل کار پژوهشی گروهی که با محوریت گروه تحقیقاتی پروفسور میرفضل‌اله موسوی از دانشگاه تربیت مدرس و با همکاری دکتر معصومه مولودی، دکتر ابوالحسن نوری و دکتر یاسین شبانگلی (فارغ‌التحصیل پیشین گروه تحقیقاتی) از این دانشگاه، دکتر محمدصفی رحمانی فر از دانشگاه شاهد، ماهار ال کادی (Maher El-Kady) ، ریچارد کانر (Richard Kaner) و
ناهلا محمد ( Nahla Mohamed) از دانشگاه کالیفرنیا، لس‌آنجلس (UCLA) آمریکا انجام شد در مجله معتبر علمی Advanced Energy Materials به چاپ رسید.
در این پژوهش ترکیب آمورف بورات سه فلزی آهن، کبالت و نیکل به‌عنوان یک ماده پیشرفته با استفاده از هیدروکسید دوگانه لایه‌ای این فلزات سنتز شد. از این ترکیب به‌عنوان کاتالیست واکنش شکافت آب و کاتالیست کاتد باتری روی-هوا استفاده شد که در تمامی موارد عملکرد فوق‌العاده ای از خود نشان داد.
دستاورد این پژوهش در مجله بین المللی Advanced Energy Materials با IF = ۲۹.۷ به چاپ رسید و این مجله معتبر طرح گرافیکی این مقاله را به‌عنوان طرح روی جلد (Front Cover) خود برگزید.
الکتروکاتالیست‌های آمورف که برخلاف ساختارهای بلورین نظم بلندبرد نداشته و فقط از نظم کوتاه‌برد برخوردار هستند، نسبت به همتاهای کریستالی خود فعالیت کاتالیستی بهتری نشان می‌دهند.
این ویژگی به دلیل انعطاف‌پذیری ساختاری در مقیاس اتمی، نقص‌های ساختاری و سهولت در دسترس بودن سایت‌های فعال آنها است.
براساس گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در این کار تحقیقاتی، الکتروکاتالیستی با ساختار آمورف از عناصر آهن، کبالت و نیکل سنتز شد. به واسطه نقش فعال الکتروکاتالیستی این سه عنصر فلزی، که هر کدام از آنها در نمودارهای آتشفشانی (volcano plots) مربوط به فرایندهای تولید هیدروژن (HER)، تولید اکسیژن (OER) و واکنش کاهش اکسیژن (ORR) نقش به سزایی را ایفا می‌کنند، کاتالیست سه فلزی تهیه شده عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد به گونه‌ای که حتی در بعضی از مواقع از کاتالیست‌های مبنا و معیاری همچون پلاتین و روتنیم بهتر بود.
به واسطه عملکرد چند منظوره و ایفای نقش کاتالیستی موثر برای هر سه فرآیند فوق از این کاتالیست به‌عنوان الکتروکاتالیست واکنش‌های شکافت آب (Overall water splitting) و ماده کاتدی باتری روی-هوا (zinc-air) استفاده شد.
نویسندگان این مقاله امیدوار هستند که این کار پژوهشی گامی هرچند کوچک در مسیر توسعه الکتروکاتالیست‌های چند منظوره با عملکرد مطلوب تلقی شود و راه را برای پژوهشگران این عرصه روشن‌تر از قبل کند.
برای مشاهده جزئیات این پژوهش به این آدرس مراجعه کنید.