با توجه به نیاز روزافزون بشر به استفاده از یک منبع انرژی جایگزین سوخت های فسیلی، پیل های سوختی گزینه بسیار مناسبی هستند، در یک پیل سوختی، انرژی شیمیایی موجود در سوخت به انرژی الکتریکی تبدیل می شود، مولکول هیدروژن به علت داشتن دانسیته انرژی زیاد و همچنین به عنوان یک سوخت پاک، یکی از سوخت های مناسب برای پیل های سوختی هیدروژن- اکسی‍ژن به شمار می رود.

پژوهشگران دانشگاه مازندران در تحقیقات خود به بررسی آزمایشگاهی استفاده از نانومواد جهت بهبود و تسریع فرایند تولید گاز هیدروژن به عنوان سوخت مورد نیاز پیل های سوختی پرداختند که نتایج این مطالعات اثر مثبت نانومواد به کار گرفته شده را نشان می دهد.

پرفسور جهانبخش رئوف از محققان این طرح گفت: با این نتایج می توان گام مثبتی در تولید انرژی های پاک و کاهش هزینه های مربوط به ساخت پیل های سوختی برداشت.

وی بیان کرد: با توجه به نیاز روزافزون بشر به استفاده از یک منبع انرژی جایگزین سوخت های فسیلی، پیل های سوختی گزینه بسیار مناسبی هستند، در یک پیل سوختی، انرژی شیمیایی موجود در سوخت به انرژی الکتریکی تبدیل می شود، مولکول هیدروژن به علت داشتن دانسیته انرژی زیاد و همچنین به عنوان یک سوخت پاک، یکی از سوخت های مناسب برای پیل های سوختی هیدروژن- اکسی‍ژن به شمار می رود.

به گفته رئوف، مشکل استفاده از گازهیدروژن در این زمینه، بحث ذخیره سازی این گاز در کپسول های تحت فشار است، یک راه حل پیشنهادی برای این معضل، تولید الکتروشیمیایی هیدروژن در محل ورودی سوخت در یک پیل سوختی است، اما این فرایند از سینتیک انتقال الکترون کندی در سطح الکترودهای متداول برهنه برخوردار است.

وی افزود: اصلاح سطح الکترود با استفاده از نانومواد، به منظور افزایش سینتیک واکنش رهاسازی هیدروژن(HER)هدف این کار تحقیقاتی بوده است.

وی ادامه داد: در واقع با اصلاح مناسب سطح الکترود، می توان سرعت انتقال الکترون را در سطح آن تسریع کرد، در این طرح، این هدف با استفاده از نانو چندسازه مس/نانو متخلخل کربنی مشتق شده از شبکه آلی فلزی MOF-199، محقق شده است.

رئوف بیان کرد: طبق نتایج به دست آمده، حضور این نانو چندسازه در سطح الکترود اصلاح شده موجب بهبود فرایند انتقال الکترون برای واکنش HER می گردد، به عبارتی، این الکترود اصلاح شده امکان تهیه الکتروشیمیایی سریعتر و راحت تر گاز هیدروژن به عنوان سوخت پاک برای پیل های سوختی هیدروژن- اکسیژن را فراهم می کند، همچنین، به دلیل به کار نگرفتن فلز گران قیمت پلاتین در ساختار الکترود، موجب کاهش قیمت و صرفه اقتصادی برای تولید گاز هیدروژن خواهد شد.

این محقق یادآورشد: تولید انرژی الکتریکی از پیل های سوختی، نظیر پیل سوختی هیدروژن- اکسیژن که منجر به تولید آب به عنوان محصول نهایی این فرآیند می شود، به عنوان انرژی پاک، هیچ گونه آلودگی زیست محیطی ندارد.

نتایج این تحقیقات در مجله Energy چاپ شده است.

منبع: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو