جسيمات النانو المطلية بالبلاتينيوم مستقبل واعد لخلايا وقود افضل
Platinum-coated nanoparticles could lead to better fuel cells
يوضح الشكل طريقة لتوليف قلب قشرة جسميات نانوية وترسيب البلاتينيوم عليها
نشر الباحثون في 24 نوفمبر 2010 في مجلة الجمعية الكيميائية الامريكية Journal of the American Chemical Society، وصف لطريقة بسيطة لعمل جسيمات نانوية تقود تفاعلات تحفيز كهربية داخل خلايا الوقود في درجة حرارة الغرفة.
تعمل خلايا الوقود على تحويل الطاقة الكيميائية مباشرة الى طاقة كهربية. وتتكون خلية الوقود من انود يعمل على اكسدة الوقود (مثل الهيدروجين) وكاثود، يعمل على اختزال الاكسجين إلى ماء. غشاء بوليمري يفصل الانود عن الكاثود. تشغيل السيارات باستخدام خلايا الوقود اليوم تستخدم البلاتينيوم النقي كمحفز لتفاعل اختزال الاكسيجين في جانب الكاثود. بينما البلاتينيوم يعتبر المحفز الانشط المتوفر حاليا لتفاعلات اختزال الاكسجين، الا ان نشاطه محدود ونادر الوجود بالإضافة الى انه باهظ الثمن جدا.
قدم باحثو جامعة كورنيل بديلا عن البلاتينوم النقي بتكلفة منخفضة. لقد قاموا بصناعة قلب بلاديوم وكوبلت تم تغطيته بطبقة رقيقة سمكها سمك ذرة واحدة من البلاتينوم. البلاديوم لا يعتبر محفظ نشط الا ان له خصائص البلاتينوم (فهو يقع ضمن نفس المجموعة مع البلاتينوم في الجدول الدوري، ويحتوي على نفس التركيب البلوري ونفس الحجم الذري)، ويكلف ما يقارب ثلث تكلفة البلاتينوم ومتوفر بنسبة تصل الى اكثر من 50 مرة اكثر من البلاتينوم.
صنع الباحثون بادارة البروفيسور Héctor D. Abruna جسيمات نانوية على شريحة من الكربون وقالبا من البلاديوم والكوبلات ذاتية التجميع وقلل تكاليف التصنيع بهذه الطريقة. الباحث Deli Wang صمم التجربة وعمل على توليف او تكوين جسيمات النانو.
صور بدقة ذرية لجسيمات نانوية من البلاديوم والكوبلات قبل ترسيب البلاتينوم عليها
بروفيسور الفيزياء الهندسية التطبيقية ديفيد مولر David Muller مدير معهد Kavli في كرونيل لعلوم النانو، قام ببذل جهد كبير في الحصول على صور للجسيمات النانوية على دقة تحليلية تصل لحجم الذرة لعرض التركيب الكيميائي وطريقة توزيع ذرات البلاتينوم على الجسميات النانوية، واثبات كفاءة تحويلات التحفيز.
يقول احد الطلبة الخريجين من معهد مولر "التركيب البلوري للشريحة وتوزيع الجسيمات النانوية عليها يلعب دورا اساسيا في تحديد كيف ثقوم البلاتينوم بعمله".
لمعرفة كيف تعمل خلايا الوقود
[هذا المقال من سلسلة كيف تعمل الاشياء ويوضح التفاصيل
رابط الخبر الاصلي من هنا
تمت الترجمة بواسطة د. حازم فلاح سكيك
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)