ترکیب نانوذرات و نانولوله‌ کربنی برای تولید هیدروژن

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، تولید الکتروکاتالیست‌های کارآمد و پایدار برای تولید الکتروشیمیایی هیدروژن خالص و پاکیزه اهمیت زیادی دارد. برای این که بتوان از هیدروژن استفاده عملی کرد، باید روش اقتصادی کارآمد و آسان ارائه شود.

محققان UNIST به تازگی یک کاتالیست جدید برای شکستن مولکول‌های آب ساختند که عملکرد بهتری نسبت به کاتالیزورهای رایج پلاتین-کربن دارد.

این کاتالیزور جدید حاوی نانوذرات روتنیوم بوده و به‌طور یکنواخت روی سطح نانولوله‌های کربنی چندجداره قرار گرفته است. به اعتقاد محققان این پروژه، سنتز این کاتالیست بسیار ساده بوده و می‌توان آن را به‌صورت انبوه تولید کرد.

جونگ بوم‌باک از محققان UNIST می‌گوید: علاوه‌بر معرفی کاتالیست Ru@MWCNT که کارایی بالایی داشته و از روش‌های رایج، عملکرد بهتری دارد، ما در این پروژه به دنبال ارزیابی عملکرد کاتالیستی الکترودهای کاتالیزوری هستیم که برای استفاده تجاری اهمیت زیادی دارد.

وی گفت: این کاتالیزور Ru@MWCNT دارای خواص الکتروشیمیایی برتری نسبت به کاتالیزورهای آلی فلزی است که پیش‌از این ساخته شده‌است. این کاتالیست عملکرد HER عالی دارد.

در این کاتالیزور، نانوذرات روتنیوم به‌صورت یکنواخت توزیع شده و روی سطح نانولوله‌های کربنی چندجداره قرار گرفته‌اند.

دو هیونگ وون از محققان این پروژه می‌گوید: روش‌های رایج برای ترکیب روتنیوم و نانولوله‌های کربنی بیشتر منجر به چسبیدن روتنیوم شده و در نهایت، تجمع نانوذرات روی نانولوله دیده می‌شود. با عملیات حرارتی، این تجمع افزایش می‌یابد. برای کاهش این تجمع، ما از نمک روتنیوم و گروه کربوکسیل استفاده کردیم. با این کار ما می‌توانیم توزیع یکنواخت نانوذرات را روی سطح نانولوله‌های کربنی چندجداره داشته باشیم.

در این پروژه، محققان برای بررسی عملکرد کاتالیست Ru@MWCNT از شکستن مولکول‌های آب استفاده کردند. نتایج آنها نشان می‌دهد که کاتالیست Ru@MWCNT نسبت به کاتالیست‌های Pt/C تجاری عملکرد ۱۵٫۴ درصد بهتری داشته و هیدروژن بیشتری تولید می‌کنند و کارایی فارادی آن نیز ۹۲٫۲۸ درصد بوده که از کارایی فارادی کاتالیست Pt/C که ۸۵٫۹۷ درصد گزارش شده، بالاتر است.