نانو کریستال‌های پوشش داده شده با گرافن، هیدروژن وسایل نقلیه هیدروژنی را ذخیره می‌کنند.

نانو کریستال‌های پوشش داده شده با گرافن، هیدروژن وسایل نقلیه هیدروژنی را ذخیره می‌کنند.

کد خبر: ۶۰۷۰۲۵

تاریخ انتشار: ۱۵ سپتامبر ۲۰۱۷

پژوهشگران مخلوطی پودری از نانوکریستال‌های پوشش داده شده با تک لایه‌ای از ورقه‌های اتم کربن را ساخته‌اند که می‌تواند هیدروژن مورد نیاز سلول‌های سوختی وسایل نقلیه را به طور امن ذخیره کند. در حال حاضر این پژوهش نوین اطلاعاتی در رابطه با ترکیب اتمی پوشش نازک کریستال‌ها و نحوه عملکرد آن‌ها به عنوان یک محافظ انتخابی و همچنین بهبود عملکرد آن‌ها در ذخیره‌سازی هیدروژن در زمان مشابه را ارائه می‌دهد.

در این پژوهش به سرپرستی دانشمندانی از آزمایشگاه برکلی کریستال‌های منیزیم با عرضی در حدود ۳ تا ۴ نانومتر را برای آنالیز ترکیب شیمیایی آن‌ها در ابعاد نانو با استفاده از اشعه ایکس، پوشش دادند. اکتشافات انجام شده توسط محققان می‌تواند درک عمیقی  از نحوه ‌های پوشش‌دهی مشابه ارائه دهد. در سایر پوشش‌دهی‌ها نیز پایداری و نحوه عملکرد موادی که در برنامه‌های ذخیره‌سازی هیدروژن استفاده می‌شوند اهمیت دارد.

در پروژه انجام شده از گرافن اکسید کاهش یافته استفاده می‌شود. گرافن اکسید کاهش یافته که بسیار شبیه به گرافن مشهور است شامل حفره‌هایی در ابعاد نانو است که فقط به هیدروژن اجازه عبور می‌دهد و مولکول‌های بزرگ‌تر قادر به عبور از آن نیستند و به همین دلیل برای کاربردهایی در این زمینه بسیار مناسب است.

چنین پوششی از کربن به عنوان هدفی برای جلوگیری از واکنش‌ها با منیزیم (ماده‌ای که برای ذخیره‌سازی هیدروژن استفاده می‌شود) توسط بخار آب، اکسیژن و کربن‌دی‌اکسید که در اطراف منیزم وجود دارد استفاده می‌شود. چنین واکنش‌هایی می‌تواند پوشش ضخیمی از اکسیدها ایجاد کند و مانع تماس هیدروژن ورودی با سطوح منیزم شود.

به گفته لیون‌ون نویسنده سرپرست این مقاله: “در اکثر موارد  افراد تصور می‌کنند که ایجاد یک لایه از اکسید برای فرآیند ذخیره‌سازی هیدروژن مضر است، اما در این مورد این‌گونه نیست. پژوهشگران متوجه شدند بدون این لایه اکسید، گرافن اکسید کاهش یافته واکنش نسبتا ضعیفی با منیزیم خواهد داشت اما با وجود این لایه از اکسید اتصال کربن به منیزیم قوی‌تر خواهد بود.”

این تحقیق همچنین نشان داد که لایه نازکی از اکسید نمی‌تواند نرخ میزانی که هیدروژن ذخیره می‌شود را محدود کند.

پروژه حاضر در مراحل ابتدایی است و نیاز به آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های بیشتر برای ورود به بازار و تجاری‌سازی وجود دارد.  پژوهشگران به دنبال گسترده‌تر انجام دادن آزمایش‌ها و توسعه دادن نتایج می باشند.  نتایج این پژوهش در ژورنال Nano Letters منتشر شد.

 

منبع:

https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=35810

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *