غیر سمی بودن اتانول و تهیه آسان آن به روش تخمیر باعث شده تا اتانول گزینه‌ای مناسب برای سوخت در پیل‌های سوختی باشد. پیل‌های سوختی اتانولی به دلیل تولید دانسیته جریان بالا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. با این حال توسعه کاتالیست‌های جدید با فعالیت الکتروکاتالیزوری بالا یکی از مهمترین مسائلی است که باید قبل از تجاری شدن پیل‌های سوخت اتانولی در نظر گرفته شود.
طراحی کاتالیزورهایی با سطوح گسترده مانند نانوسیم‌ها، نانولوله‌ها و نانوساختارهای متخلخل موقعیت‌های بسیاری را برای بهبود عملکرد و دوام کاتالیزورها فراهم کرده است. از طرفی کاتالیزورهای نانوساختار متخلخل علاوه بر سطح بالا و تخلخل‌های زیاد از مزایایی همچون مقاومت به خوردگی و استحکام بالا نیز برخوردارند.
بر این اساس پژوهشگران دانشگاه سیستان و بلوچستان در فاز آزمایشگاهی نانو کاتالیست‌هایی را برای استفاده در پیل‌های سوختی تولید کردند.
مهدی زارعی یزدان آباد مجری طرح تهیه نانوساختارهای سه بعدی از نانو ورقه‌های پالادیوم مشابه گرافن سه بعدی برای کاربرده کاتالیستی در فرایند اکسیداسیون اتانول و فرمیک اسید را مهمترین هدف اجرای این تحقیقات دانست.
وی تبدیل ساختار دو بعدی نانو ورقه‌های پالادیوم به ساختار سه بعدی آئروژل پالادیوم را از نتایج این تحقیق نام برد و یادآور شد: نتایج الکتروشیمیایی نشان داد این نسل از کاتالیست پالادیوم فعالیت بالایی در فرایند اکسیداسیون اتانول از خود نشان می‌دهد. طبق این نتایج فعالیت این کاتالیست در فرایند اکسیداسیون اتانول در مقایسه با کاتالیست تجاری Pd/C، حدود 7 برابر است.
زارعی با بیان اینکه تبدیل نانوورقه‌ها به نانوساختار سه بعدی پالادیوم در حلال استیک اسید و در حضور یک سورفاکتانت انجام شد، ادامه داد: با توجه به این که این نانوکاتالیست ساختاری سه بعدی دارد در صنایعی که به طور مستقیم از کاتالیست‌های پالادیم استفاده می‌کنند مانند صنایع پتروشیمی و داروسازی کاربرد خواهد داشت.
مجری طرح با اشاره به لزوم تبدیل نانوورقه‌ها به نانوساختارهای سه بعدی توضیح داد: نانو ورقه‌ها به عنوان یک ساختار دو بعدی دارای ضخامت نانومتری هستند که مساحت سطحی بالایی را به ازای واحد وزنی ایجاد می‌کنند. نانوورقه‌ها انرژی سطحی بالایی دارند و تمایل زیادی برای "استک" شدن و تجمع دارند که این امر باعث کاهش مساحت سطحی کاتالیست نانو ورقه‌ای می‌شود.
وی اضافه کرد: تبدیل ساختار دو بعدی نانو ورقه‌ها به ساختار سه بعدی مانع از ایجاد این مشکل می‌شود. همچنین به دلیل خلل و فرج‌هایی که در ساختار سه بعدی ایجاد می‌شود، فرایند انتقال جرم راحت‌تر صورت می‌گیرد لذا ایجاد چنین ساختارهای باعث افزایش فعالیت کاتالیستی می‌شود.
این تحقیقات از سوی مهدی زارعی یزدان آباد فارغ التحصیل دکتری شیمی کاربردی، دکتر میثم نوروزی‌فر، دکتر علی‌رضا مدرسی عالم و دکتر حمیده سراوانی از اعضای هیأت علمی دانشگاه سیستان و بلوچستان اجرایی و نتایج آن در مجله Journal of Materials Chemistry A با ضریب تأثی 8.86 منتشر شده است.
No tags for this post.