واکنش‌هایی که هوای آلوده را از بین می‌برد

مجله علمی ایلیاد - دانشمندان رویکرد جدیدی را آزمایش کرده‌اند که می‌تواند بازدهی واکنش‌های شیمیایی را افزایش دهد و به بهبود فرآیندهای صنعتی کمک کند.

واکنش‌های الکتروشیمیایی که توسط کاتالیزورها شتاب داده می‌شوند، بخش مهمی از فرآیندهای صنعتی برای استفاده از سوخت‌ها، مواد شیمیایی و دیگر مسائل را در بر می‌گیرند. کربن‌زدایی از سوخت‌های مورد استفاده در صنایع حمل و نقل نیز با استفاده از همین واکنش‌ها انجام می‌شود. دانشمندان دانشگاه MIT کاتالیزور جدیدی تولید کرده‌اند که می‌تواند بازدهی این واکنش‌ها را به میزان زیادی بهبود بخشد. گزارش تولید این کاتالیزور در مجله‌ی Nature Catalysis منتشر شده است.

فرآیند تولید این کاتالیزور شامل اضافه کردن یک لایه مایع یونی بین کاتالیزور طلا یا پلاتین و مواد اولیه‌ی شیمیایی است. کاتالیزوری که به این ترتیب تولید می‌شود، می‌تواند با بازدهی بالایی تولید توان از سوخت‌های هیدروژنی در پیل‌های سوختی را باعث شود. به کمک این کاتالیزور می‌توان با بازدهی بالایی دی‌اکسیدکربن را به سوخت تبدیل کرد.

علاوه بر سوخت خودروهای سبک، در حال حاضر نیاز ضروری جهان حذف کربن از سوخت وسایل حمل و نقل سنگین است. چگونگی تولید مواد و محصولات شیمیایی برای امروز جهان از اهمیت بالایی برخوردار است و باید هر چه سریع‌تر از این فرآیندها کربن را حذف کرد.

استفاده از هیدروژن در دستگاه‌های الکتروشیمیایی مانند پیل‌های سوختی یکی از راهکارهای مهم برای حذف کربن از سوخت وسایل حمل و نقل سنگین است. داشتن یک کاتالیست با اکتیویته‌ی بالا می‌تواند بازدهی فرآیند مربوطه را به میزان زیادی افزایش دهد. در حال حاضر واکنش کاهش اکسیژن در پیل‌های سوختی به خاطر بازدهی پایین دارای محدودیت است.

در تحقیقات گذشته دانشمندان برای بهبود بازدهی پیل‌های سوختی بر روی بهینه کردن سطح کاتالیزورهای مورد استفاده تمرکز کرده بودند، ولی در این مطالعه‌ی جدید دانشمندان با قرار دادن یک لایه‌ی نازک از ماده‌ای خاص بین کاتالیزور و الکترولیت توانسته‌اند بازدهی سیستم را به میزان زیادی افزایش دهند. لایه‌ی یونی باعث تنظیم فعالیت پروتون‌ها می‌شود و در نتیجه سرعت واکنش شیمیایی رخ داده در سطح تماس کاتالیزور و الکترولیت را افزایش می‌دهد.