گرافن، پلاتین را از دور خارج کرد
گرافن تحریک شده با لیزر که سال گذشته در آزمایشگاه شیمی دانشگاه رایس توسط جیمز تور ساخته شد، در واقع فیلم انعطاف‌پذیری دارای سطح متخللخل گرافن است که با تاباندن نور لیزر به یک پلاستیک رایج در بازار به نام پلی آمید ساخته می‌شود.
در مطالعه جدید که نتایج آن در مجله انجمن شیمی آمریکا، ACS Nanoمنتشرشده است، پژوهشگران با کشف ماده‌ای به نام «MOLIG» یا اکسید فلزی گرافن تحریک شده با لیزر، جایگزین جدیدی برای فلزات گران‌قیمتی مانند پلاتین در کاربردهای کاتالیزور مخصوص پیل‌های سوختی ابداع کردند که در آنها اکسیژن و هیدروژن به آب و برق تبدیل می‌شوند.
تور در این باره می‌گوید:« موضوع بسیار جالب در این فرآیند این است که ما می‌توانیم با افزودن نمک‌های فلزی ارزان و ساده از پلیمرهای تجاری استفاده کنیم».
او همچنین می گوید: «سپس با قرار دادن این مواد در معرض نور لیزر نانو ذرات فلزی کاشته شده در داخل گرافن تولید می‌شوند. به این ترتیب بخش اعظم کار توسط نور لیزر انجام می‌شود که گرافن را در هوای آزاد و در دمای اتاق ایجاد می‌کند.
این کامپوزیت‌ها که کمتر از 1 درصد فلز دارند مانند «ابَرکاتالیزور» برای پیل‌های سوختی رفتار می‌کنند. روش‌های دیگری که برای ساخت این مواد وجود دارد نیازمند مراحل مختلف، استفاده از فلزات گرانبها و پیش‌ماده‌های گرانبهای کربن است.»
پژوهشگران ابتدا از ورقه‌های پلی‌آمید تجاری برای ساخت گرافن تحریک شده با لیزر استفاده کردند. سپس پلی‌آمید مایع را توسط بور تحریک کردند تا ظرفیت ذخیره بار الکتریکی در صفحات گرافن را بالا ببرند و یک ابَرخازن موثر ایجاد کنند.
در آخرین مرحله، آنها یکی از سه غلظت حاوی کبالت، آهن یا نمک‌های فلز مولیبدن را با مایع مخلوط کردند، پس از متراکم کردن هر مخلوط در یک فیلم، آن را تحت اشعه مادون قرمز قرار دادند وسپس آنها را به مدت نیم ساعت با گاز آرگون و در دمای 750 درجه سانتی گراد حرارت دادند.
این فرآیند MOLIGهایی با ذرات 10 نانومتری فلزی تولید می‌کند که نانوذرات به طور مساوی در کل گرافن پخش شده‌اند. آزمایشات انجام گرفته توانایی این کاتالیزور در تسریع کاهش اکسیژن که یک واکنش شیمیایی ضروری در پیل‌های سوختی است را اثبات کرد. تور در این باره می‌گوید: «تغلیظ نهایی مواد با گوگرد، برای تغییر شکل هیدروژن مجاز است. همچنین دوپینگ اکسیدهای گرافن-مولیبدن با گوگرد، اکسیدهای فلزی را به سولفیدهای فلزی تبدیل می‌کند و باعث کاتالیز چرخه هیدروژن می‌شود.»
گرافن تحریک شده با لیزر که سال گذشته در آزمایشگاه شیمی دانشگاه رایس توسط جیمز تور ساخته شد، در واقع فیلم انعطاف‌پذیری دارای سطح متخللخل گرافن است که با تاباندن نور لیزر به یک پلاستیک رایج در بازار به نام پلی آمید ساخته می‌شود.
در مطالعه جدید که نتایج آن در مجله انجمن شیمی آمریکا، ACS Nanoمنتشرشده است، پژوهشگران با کشف ماده‌ای به نام «MOLIG» (اکسید فلزی گرافن تحریک شده با لیزر) جایگزین جدیدی برای فلزات گران‌قیمتی مانند پلاتین در کاربردهای کاتالیزور مخصوص پیل‌های سوختی ابداع کردند که در آنها اکسیژن و هیدروژن به آب و برق تبدیل می‌شوند.
تور در این باره می‌گوید:« موضوع بسیار جالب در این فرآیند این است که ما می‌توانیم با افزودن نمک‌های فلزی ارزان و ساده از پلیمرهای تجاری استفاده کنیم».
او همچنین می گوید: «سپس با قرار دادن این مواد در معرض نور لیزر نانو ذرات فلزی کاشته شده در داخل گرافن تولید می‌شوند. به این ترتیب بخش اعظم کار توسط نور لیزر انجام می‌شود که گرافن را در هوای آزاد و در دمای اتاق ایجاد می‌کند.
این کامپوزیت‌ها که کمتر از 1 درصد فلز دارند مانند «ابَرکاتالیزور» برای پیل‌های سوختی رفتار می‌کنند. روش‌های دیگری که برای ساخت این مواد وجود دارد نیازمند مراحل مختلف، استفاده از فلزات گرانبها و پیش‌ماده‌های گرانبهای کربن است.»
پژوهشگران ابتدا از ورقه‌های پلی‌آمید تجاری برای ساخت گرافن تحریک شده با لیزر استفاده کردند. سپس پلی‌آمید مایع را توسط بور تحریک کردند تا ظرفیت ذخیره بار الکتریکی در صفحات گرافن را بالا ببرند و یک ابَرخازن موثر ایجاد کنند.
در آخرین مرحله، آنها یکی از سه غلظت حاوی کبالت، آهن یا نمک‌های فلز مولیبدن را با مایع مخلوط کردند، پس از متراکم کردن هر مخلوط در یک فیلم، آن را تحت اشعه مادون قرمز قرار دادند وسپس آنها را به مدت نیم ساعت با گاز آرگون و در دمای 750 درجه سانتی گراد حرارت دادند.
این فرآیند MOLIGهایی با ذرات 10 نانومتری فلزی تولید می‌کند که نانوذرات به طور مساوی در کل گرافن پخش شده‌اند. آزمایشات انجام گرفته توانایی این کاتالیزور در تسریع کاهش اکسیژن که یک واکنش شیمیایی ضروری در پیل‌های سوختی است را اثبات کرد. تور در این باره می‌گوید: «تغلیظ نهایی مواد با گوگرد، برای تغییر شکل هیدروژن مجاز است. همچنین دوپینگ اکسیدهای گرافن-مولیبدن با گوگرد، اکسیدهای فلزی را به سولفیدهای فلزی تبدیل می‌کند و باعث کاتالیز چرخه هیدروژن می‌شود.»
No tags for this post.
