بهبود كارایی پیل های سوختی با فناوری نانو

به گزارش ربات كشاورز پژوهشگران با استفاده از نانومیله های كربنی، نانوذرات كبالت و اكسید سریم موفق به تولید نانوكاتالیستی با كارایی بالا به منظور استفاده در پیل های سوختی شدند.

به گزارش ربات كشاورز به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، محققان موسسه علم و فناوری «داگو گیونگبوك» نانوكاتالیستی ساختند كه می تواند هزینه پیل های سوختی را كم كند. پیل های سوختی غشاء الكترولیتی پلیمری (PEMFCs) می توانند انرژی شیمیایی تولید شده در طول واكنش میان هیدروژن بعنوان سوخت و اكسیژن را به انرژی الكتریكی تبدیل كنند. در حالیكه این پیل ها گزینه مناسبی برای جایگزینی سوخت های فسیلی هستند اما این فناوری به مواد بسیار گرانقیمت وابسته است. همینطور كاتالیست های مورد استفاده در این پیل ها در طول واكنش ها، گرفتار زوال شده و مشكلاتی در استفاده مجدد از آنها وجود دارد.
این گروه تحقیقاتی موفق به ساخت كاتالیست بادوام و فعالی شده اند كه می تواند هزینه تولید پیل های PEMFCs را كم كند. این كاتالیست ها دارای نانومیله های كربنی تقویت شده با نیتروژن هستند كه در واقع روی سطح نانومیله های كربنی، تلفیقی از نانوذرات اكسید سریم، كبالت و همینطور نیتروژن قرار داده شده است. این كاتالیست زیست سازگار بوده و قابلیت احیاء اكسیژن را داراست.
این كاتالیست كه به صورت الیاف است، با روش الكتروریسندگی ایجاد می شود كه در آن ولتاژی به نوك یك نازل اعمال می شود. قطرات خروجی از نازل آبستن بوده و بعد از خروج تبدیل به ساختاری یكنواخت می شوند كه ابعاد نانومتری دارد. این گروه تحقیقاتی تایید كردند كه ذرات كبالت و اكسیدسریم به صورت یكنواخت در سطح نانومیله های كربنی پخش شده و كاتالیست از ظرفیت تولید الكتریسیته بالایی برخوردار می باشد.
كاتالیست نانومیله های كربنی تقویت شده با نانوذرات فعالیت بالاتری نسبت به كاتالیست های رایج داشته به صورتی كه از كاتالیست كربن/پالادیم دو برابر فعال تر است. این گروه تحقیقاتی به بررسی دو نوع واكنش شیمیایی مهم برای تولید و ذخیره سازی انرژی بودند: احیاء اكسیژن و تولید اكسیژن.
محققان این پروژه چنین نتیجه گیری كردند كه اكسید سریم گزینه بسیار مناسبی برای تقویت نانومیله های كربنی بوده تا با این كار كاتالیست های پایداری تولید شود.
نتایج این پروژه در چارچوب مقاله ای با عنوان A synergistic effect of Co and CeO ۲ in nitrogen-doped carbon nanostructure for the enhanced oxygen electrode activity and stability در نشریه Applied Catalysis B: Environmental به چاپ رسیده است.