ساخت پیل سوختی با استفاده از عصاره جلبک قرمز و فناوری نانو

پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی بوشهر و دانشگاه شیراز با استفاده از عصاره جلبک قرمز،نانوذرات طلا را با یک مورفولوژی خاص سنتز کرده و از آن ها در ساخت پیل سوختی استفاده کرده اند.

کد خبر: ۱۳۰۴۰۱

تاریخ: ۰۳ آبان ۱۳۹۵ - ۰۸:۴۸

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،نانومواد با اشکال غیر کروی مانند مکعبی، میله ای و صفحه ای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به نانوذرات کروی از خود به نمایش می گذارند. بنابراین، سنتز نانوذرات با اشکال کنترل شده به منظور دست یابی به اهداف خاص مورد توجه محققین حوزه های مختلف قرار گرفته است. در میان نانوذرات، نانوذرات طلا به دلیل برخورداری از خواص منحصربه فرد الکتریکی و نوری بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

تحقیقات نشان داده اند که نانوصفحات دو بعدی طلا خواص اکسیدکنندگی بهینه ای از خود بروز می دهند. این نانوصفحات کاربردهای بسیاری در ساخت حسگرهای گازی، القای هاپرترمیا در تومورها، پوشش های جاذب نور مادون قرمز و قطعات تجهیزات نانویی دارند. ازاین رو، سنتز نانو صفحات طلا با روش های سبز و ارزان می تواند بسیار مفید باشد.
دکتر صفیه مومنی پژوهشگر دانشگاه علوم پزشکی بوشهر با اشاره به سلول های سوختی به عنوان تجهیزاتی که قادرند انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل کنند، گفت: هدف از انجام این طرح سنتز نانوذرات طلا با استفاده از عصاره جلبک قرمز و استفاده از آن ها در ساخت سلول های سوختی بوده است.
به گفته وی، روش مورد استفاده در این طرح یک روش ارزان و سبز است و هزینه ساخت سلول های سوختی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. به علاوه، سلول های سوختی ساخته شده عملکرد بهتری نسبت به نمونه های مشابه دارند.
مومنی در رابطه با مشکلات عمده سلول های سوختی افزود: سلول های سوختی مستقیم فرمیک اسید یکی از انواع مهم سلول های سوختی به شمار می روند. این نوع پیل ها با اکسیداسیون فرمیک اسید انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تولید می کنند. به منظور اکسیداسیون سریع تر از فلزاتی مانند پلاتین و پالادیم به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. یکی از مشکلات عمده این سلول ها، مسمومیت کاتالیزورها به وسیله مونواکسیدهای حد واسط تولید شده در حین فرایند اکسیداسیون است. این موضوع موجب کاهش فعالیت کاتالیزوری کاتالیزور و افت عملکرد سلول سوختی می شود. از سوی دیگر پلاتین یک فلز گران قیمت است که استفاده از آن هزینه تولید سلول های سوختی را به شدت افزایش می دهد. در طرح حاضر با بهره گیری از جلبک های قرمز در سنتز نانوصفحات طلا یک جایگزین مناسب و ارزان برای این کاتالیزورها سنتز و معرفی شده است.
عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی بوشهر ادامه داد: در این طرح از عصاره جلبک قرمز موجود در خلیج فارس به عنوان یک عامل کاهنده و کنترل کننده شکل جهت تبدیل یون های فلزی طلا به نانوصفحات فلزی طلا استفاده شده است. نانوصفحات طلا با اشکال مختلف مثلثی و شش ضلعی با این روش سبز سنتز شده است. اندازه، شکل، مورفولوژی و ساختار کریستالی صفحات به وسیله میکروسکوپ های الکترونی و پراش اشعه ایکس تعیین شده اند. در نهایت عملکرد کاتالیزوری نانوصفحات در اکسیداسیون فرمیک اسید مورد ارزیابی قرار گرفته اند.
این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر صفیه مومنی و دکتر ایرج نبوی پور- اعضای هیأت علمی مرکز تحقیقات زیست فناوری دریایی خلیج فارس دانشگاه علوم پزشکی بوشهر- و دکتر افسانه صفوی- عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز- و راحله احمدی- دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه- است. نتایج این کار در مجله RCS Advances (جلد 6، شماره ی 79، سال 2016، صفحات 75152 تا 75161) به چاپ رسیده است.