به گزارش ربات کشاورز پژوهشگران با استفاده از نانومیله های کربنی، نانوذرات کبالت و اکسید سریم موفق به تولید نانوکاتالیستی با کارایی بالا به منظور استفاده در پیل های سوختی شدند.
به گزارش ربات کشاورز به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، محققان موسسه علم و فناوری «داگو گیونگبوک» نانوکاتالیستی ساختند که می تواند هزینه پیل های سوختی را کم کند. پیل های سوختی غشاء الکترولیتی پلیمری (PEMFCs) می توانند انرژی شیمیایی تولید شده در طول واکنش میان هیدروژن بعنوان سوخت و اکسیژن را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. در حالیکه این پیل ها گزینه مناسبی برای جایگزینی سوخت های فسیلی هستند اما این فناوری به مواد بسیار گرانقیمت وابسته است. همینطور کاتالیست های مورد استفاده در این پیل ها در طول واکنش ها، گرفتار زوال شده و مشکلاتی در استفاده مجدد از آنها وجود دارد.
این گروه تحقیقاتی موفق به ساخت کاتالیست بادوام و فعالی شده اند که می تواند هزینه تولید پیل های PEMFCs را کم کند. این کاتالیست ها دارای نانومیله های کربنی تقویت شده با نیتروژن هستند که در واقع روی سطح نانومیله های کربنی، تلفیقی از نانوذرات اکسید سریم، کبالت و همینطور نیتروژن قرار داده شده است. این کاتالیست زیست سازگار بوده و قابلیت احیاء اکسیژن را داراست.
این کاتالیست که به صورت الیاف است، با روش الکتروریسندگی ایجاد می شود که در آن ولتاژی به نوک یک نازل اعمال می شود. قطرات خروجی از نازل آبستن بوده و بعد از خروج تبدیل به ساختاری یکنواخت می شوند که ابعاد نانومتری دارد. این گروه تحقیقاتی تایید کردند که ذرات کبالت و اکسیدسریم به صورت یکنواخت در سطح نانومیله های کربنی پخش شده و کاتالیست از ظرفیت تولید الکتریسیته بالایی برخوردار می باشد.
کاتالیست نانومیله های کربنی تقویت شده با نانوذرات فعالیت بالاتری نسبت به کاتالیست های رایج داشته به صورتی که از کاتالیست کربن/پالادیم دو برابر فعال تر است. این گروه تحقیقاتی به بررسی دو نوع واکنش شیمیایی مهم برای تولید و ذخیره سازی انرژی بودند: احیاء اکسیژن و تولید اکسیژن.
محققان این پروژه چنین نتیجه گیری کردند که اکسید سریم گزینه بسیار مناسبی برای تقویت نانومیله های کربنی بوده تا با این کار کاتالیست 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.