تحولی مهم در ساخت پیل‌های سوختی هیدروژنی
تحولی مهم در ساخت پیل‌های سوختی هیدروژنی
مجله علمی ایلیاد - پیل‌های سوختی هیدروژنی، در حقیقت هیدروژن را تبدیل به الکتریسیته می‌کنند و بخار آب به‌عنوان محصول جانبی این فرآیند تولید می‌شود. به همین خاطر این روش تبدیل به روشی شده که امکان استفاده از آن مخصوصاً در ماشین‌ها وجود دارد. با این حال، قیمت یکی از اجزای اصلی این پیل‌ها باعث شده که استفاده از آن محدود باشد. پیل‌های سوختی بر پایه‌ی استفاده از کاتالیزوری پلاتینی ساخته می‌شوند که این کاتالیزور بسیار کمیاب و گران‌قیمت است. این کاتالیزور کمک می‌کند تا واکنش تولید‌کننده‌ی انرژی سریع‌تر انجام شود.
اکنون تیمی از محققین کالج سلطنتی لندن، کاتالیزور جدیدی بر پایه‌ی آهن، کربن و نیتروژن ساخته‌اند که علاوه بر ارزان و در دسترس بودن امکان عملکرد پیل سوختی در توان‌های بالا را فراهم می‌کند. نتایج این کشف در مجله‌ی Nature Catalysis منتشر شده است.
۶۰ درصد هزینه‌ی پیل‌های سوختی که در حال حاضر در بازار وجود دارند مربوط به کاتالیزور آن‌ها است و اگر بخواهیم با جایگزین کردن این نوع انرژی به جای انرژی‌های فسیلی کمکی به محیط زیست شده باشد، باید هزینه‌ی پیل‌ها پایین آورده شود. با عملیاتی شدن استفاده از پیل‌های سوختی که بر پایه‌ی کاتالیزورهای آهنی ساخته شده‌اند، می‌توان امیدوار بود که در نهایت حجم گازهای گلخانه‌ای که به اتمسفر فرستاده می‌شوند کمتر شود.
در کاتالیزور جدید، همه‌ی آهن استفاده شده به صورت اتم درون شبکه‌ای از کربن پخش شده است. اتم‌های منفرد آهن نسبت به فلز آهن خصوصیات شیمیایی متفاوتی دارند، زیرا وقتی که تعداد زیادی اتم آهن در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند واکنش‌پذیری مجموع آن‌ها بیشتر می‌شود.
اتم‌های آهن در کاتالیزور جدید باعث تقویت واکنش‌های مورد نیاز در پیل سوختی می‌شوند و جایگزین مناسبی برای پلاتین محسوب می‌شوند. بررسی‌ها نشان داده است که عملکرد کاتالیزور بر پایه‌ی آهن تقریباً مشابه کاتالیزور بر پایه‌ی پلاتین است.
در این مطالعه کاتالیزورهایی که به‌وسیله‌ی اتم‌های منفرد ایجاد می‌شوند، به طور کل مورد بررسی قرار گرفته‌اند و محققین نشان داده‌اند که از این نوع کاتالیزورها می‌توان در بازه‌ی وسیعی از واکنش‌های شیمیایی استفاده کرد.
کاتالیزور ساخته شده با همکاری یکی از شرکت‌های مطرح تولید‌کننده‌ی پیل سوختی مورد آزمایش دقیق قرار گرفته است و محققین امیدوارند بتوانند آن‌را در مقیاس صنعتی تولید کنند. نتایج بررسی‌ها نشان داده است که محققین باید بر روی پایداری این کاتالیزورها بیشتر کار کنند تا بتوانند علاوه بر عملکرد، در زمینه‌‌‌ی دوام نیز مشابه پلاتین عمل کنند.