تولید نانوالکترودی برای تبدیل آب به سوخت هیدروژن

محققان دانشگاه های کیوتو و توکیو ژاپن با استفاده از نانوذرات موفق به ارائه الکترودی شدند که می‌تواند برای تولید هیدروژن از تجزیه آب مورد استفاده قرار گیرد.

کد خبر: ۱۷۵۳۰۳

تاریخ: ۳۰ شهريور ۱۳۹۶ - ۱۵:۳۵

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، تولید سوخت هیدروژن با استفاده از الکترولیز و فتولیز آب روشی با پتانسیل بالا برای حل مشکل انرژی است. با این حال تولید الکتروکاتالیست‌های جدید با چالش همراه است. پلاتین یکی از رایج‌ترین گزینه‌ها برای ساخت کاتالیست است، اما قیمت بالا و کمیاب بودن آن مانع از تجاری‌سازی این فناوری می‌شود.

محققان ژاپنی دانشگاه کیوتو با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه توکیو موفق به ارائه لایه‌ای نازک حاوی نانوذرات سولفید نیکل شدند که برای این کار قابل استفاده است.

در این روش محققان برای ساخت لایه به لایه فیلم کاتالیستی خودآرا از نانوذرات پایدار شده استفاده کردند. این فناوری در قالب پروژه‌ فتوسنتز مصنوعی توسط سازمان توسعه فناوری صنعتی و انرژی ژاپن تعریف شده‌است.

این گروه نشان دادند که فیلم حاوی نانوذرات سولفید نیکل پایدار شده با گوگرد می‌تواند دچار خودآرایی شده و در سطح الکترود‌های اکسید قلع تقویت شده با فلئور قرار گیرد. در این فرآیند از اتصال‌دهنده کاتیون فلزی در شرایط ملایم استفاده شده ‌است.

هر دو الکترود مورد استفاده در فرآیند تولید هیدروژن با استفاده از فیلم‌های خودآرا ساخته می‌شود. ارزیابی این الکترودها نشان می‌دهد که با افزایش زمان تابش، جریان نوری و دانسیته جریان بالایی از این الکترودها عبور می‌کند.

در طول فرآیند تشکیل حباب‌های هیدروژن، تغییر ساختاری در این الکترودها ایجاد شده به طوری که سولفید نیکل به پلی‌فسفات نیکل تبدیل می‌شود؛ این موضوع موجب بروز دانسیته جریان بالا و پایدار در فیلم‌های خودآرا می‌شود.

این فرآیند خودآرایی می‌تواند برای تشکیل فیلم‌های حاوی نانوذرات به‌منظور استفاده در الکترودهای نوری مختلف مورد به کار گرفته شود؛ بدون این که خواص نوری ذاتی این ماده دچار تغییر شود.
نتیجه این تحقیقات مقاله ای است که در نشریه ChemNanoMat به چاپ رسیده است.