روش جدیدی برای تولید الکتروکاتالیست‌ها با انرژی کمتر ارائه شد

به گزارش جام‌جم‌آنلاین از تارنمای نانوورک، این روش سنتز سریع و با درجه حرارت پایین از مواد سرامیکی ویژه (اکسیدهای آنتروپی بالا) می‌تواند الکتروکاتالیست‌هایی با کارایی بالا ایجاد کند. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Advanced Functional Material منتشر شده است.

در حال حاضر، الکتروکاتالیست‌های مبتنی بر ایریدیم یا اکسید روتنیم عمدتاً مورد استفاده قرار می‌گیرند که به طور قابل توجهی هزینه‌های محصولات را افزایش می‌دهند و همچنین گسترش در مقیاس بزرگ را از نظر در دسترس بودن مواد دشوار می‌کند. اکسیدهای فلزی انتقالی آنتروپی بالا برای این فرایندها بسیار مورد توجه هستند. با این حال، این مواد معمولاً در دماهای بالا و با زمان سنتز طولانی به دست می‌آیند.

دکتر رولند مارشال از محققان مرکز فناوری باتری باواریایی گفت: در این تحقیق با همکاری شبکه تحقیقاتی Soltech در دانشگاه بیروت ما برای اولین بار سنتز با دمای پایین از اکسیدهای آنتروپی بالا انجام دادیم. این روش سنتز در ماکروویو، امکان کاهش زمان سنتز را به چند دقیقه (معمولاً ۵ تا۳۰ دقیقه) و درجه حرارت تا ۲۲۵ درجه سانتیگراد فراهم می‌کند.

وی یادآور شد: از یک طرف، سنتز بسیار انرژی کمتری نیاز دارد و از طرف دیگر، این روش امکان تولید نانوذرات را فراهم می‌کند. این امر به ویژه در کاتالیست‌ها بسیار جالب است، زیرا نانوذرات نسبت سطح به حجم بسیار بالایی دارند و واکنش‌های کاتالیزوری روی سطح اتفاق می‌افتد.

این محقق تصریح کرد: در این پروژه ما توانستیم برای اولین بار نشان دهیم که طیف گسترده‌ای از ترکیبات مختلف با حداکثر هفت فلز مختلف علاوه بر آهن می‌تواند با این سنتز ساده دمای پایین حاصل شود. جایگزینی جزئی آهن با کبالت، که به دلیل فعالیت زیاد آن شناخته شده است، فعالیت کاتالیزوری را بیشتر می‌کند.

مارشال افزود: فعالیت کاتالیزورها تا حد زیادی به ترکیب تشکیل دهنده کاتالیست بستگی دارد. اما این عامل در تمام روش‌های سنتز قبلی آزادانه متغیر نیست. روش ما بسیار انعطاف‌پذیر است، که این امکان را برای ترکیب تعداد زیادی از عناصر در حالت‌های مختلف اکسیداسیون فراهم می‌کند و در نتیجه فعالیت کاتالیزورها تنظیم شود.