ساخت بادوام ترین پیل سوختی هیدروژنی جهان برای استفاده بهتر و گسترده‌تر از انرژی سبز
یک پیل سوختی هیدروژن جدید توسط دانشمندان در دانشگاه علم و فن‌آوری هنگ‌کنگ (HKUST) توسعه داده شده‌است. این پیل نه تنها بادوام‌ترینجهان تا به امروز ، بلکه مقرون‌به‌صرفه‌تر نیز هست، که راه را برای کاربرد گسترده‌تر انرژی سبز در جستجوی یک جهان کربن – خنثی هموار می‌کند. سلول‌های سوختی هیدروژن یک گزینه انرژی پاک امیدوار کننده هستند زیرا به طور موثر با تبدیل هیدروژن و اکسیژن به الکتریسیته، با انتشار صفر کربن دی‌اکسید، ذرات معلق، و دیگر آلاینده‌های هوا که ممکن است باعث دود و دیگر مشکلات سلامتی شوند، برق تولید می‌کنند. سلول‌های سوختی هیدروژنی، علی‌رغم مزایای زیست‌محیطی و سال‌های توسعه شان، هنوز به طور گسترده تجاری سازی نشده اند. این به این دلیل است که تولید برق آن به شدت به الکتروکاتالیست بستگی دارد که تا حد زیادی از پلاتین فلزی بسیار گران و کمیاب تشکیل شده‌است. محققان تلاش کرده‌اند تا با جایگزین کردن پلاتین با مواد معمول‌تر و ارزان‌قیمت‌تر مانند آهن – نیتروژن – کربن، جایگزین‌هایی را توسعه دهند. با این حال، این مواد یا کارایی خود را در تولید برق به اثبات رسانده‌اند و یا از دوام ضعیفی رنج برده‌اند. حالا، یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور میچوا شائو از گروه مهندسی شیمی و زیست‌شناسی در هاکنز، فرمول جدیدی را کشف کردند. آن نه تنها نسبت پلاتین مورد استفاده تا ۸۰ درصد را کاهش می‌دهد، بلکه رکوردی را نیز از نظر سطح دوام سلول ثبت می‌کند.
میهوا شائو
پروفسور میهوا شائو از گروه مهندسی شیمی و زیست‌شناسی HKUST و مدیر موسسه انرژی HKUST نمونه اولیه پیل سوختی هیدروژن جدید را در اختیار دارد. اعتبار: HKUST.
علی‌رغم بخش کمی از پلاتین، کاتالیزور هیبریدی جدید توسعه‌یافته توسط تیم تحقیق برای حفظ فعالیت کاتالیزوری پلاتین در ۹۷ % پس از ۱۰۰۰۰۰ چرخه تست تنش شتاب یافته، در مقایسه با کاتالیزور فعلی که به طور معمول افت بیش از ۵۰ % را در عملکرد بعد از تنها ۳۰،۰۰۰ چرخه می‌بیند، مدیریت شد. در آزمایش دیگر، سلول سوختی جدید پس از ۲۰۰ ساعت هیچ کاهشی در عملکرد از خود نشان نداد.
یک دلیل پشت این عملکرد برجسته این حقیقت بود که کاتالیزور جدید سه جایگاه فعال مختلف برای واکنش دارد، به جای اینکه فقط یک جایگاه فعال در کاتالیزور فعلی داشته باشد. با استفاده از فرمولی که حاوی پلاتین پراکنده اتمی، اتم‌های یگانه آهن و نانوذرات آهن پلاتین است، مخلوط جدید سرعت واکنش را افزایش می‌دهد و به فعالیت کاتالیستی ۳.۷ برابر بیشتر از خود پلاتین دست می‌یابد. از لحاظ تئوری، هر چه فعالیت کاتالیزور بالاتر باشد، قدرت تحویل آن بیشتر خواهد بود.
پروفسور شائو، مدیر موسسه انرژی HKUST گفت: ” پیل سوختی هیدروژن یک وسیله تبدیل انرژی ضروری برای آرزوی ما برای دستیابی به یک جهان کربن خنثی است، نیاز به گسترش استفاده از آن در میان مبارزه ما علیه تغییر آب و هوا وجود دارد. ما بسیار خوشحالیم که یافته‌های تحقیقاتی خود را می‌بینیم که این هدف را به یک گام نزدیک‌تر می‌کند. به لطف صندوق فن‌آوری سبز دولت، ما به دنبال اصلاح بیشتر کاتالیست و سازگار ساختن آن با خودروهای پیل سوختی و سایر دستگاه‌های الکتروشیمیایی هستیم.”
این مطالعه از نظر مالی توسط برنامه ملی کلید ایکس چین، کمیته نوآوری علم و فن‌آوری شنژن، و شورای کمک‌هزینه تحقیق منطقه ویژه اداری هنگ‌کنگ پشتیبانی شد. یافته‌های این تحقیق به تازگی در مجله “تحلیل طبیعت” منتشر شده‌است.
بیشتر بخوانید: اهمیت معماری پایدار و دوستدار محیط زیست
