به گزارش روش سئو، اخیرا محققان نشان دادند که میتوان الکترودهای دو منظوره حاوی نانوصفحات متخلخل NiO اصلاح شده با نقاط کوانتومی از جنس Ni3S2 را برای تولید هیدروژن سبز استفاده نمود. در این فناوری هیدروژن از راه الکترولیز اوره به دست می آید.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا، الکترولیز اوره می تواند هیدروژن سبز مولکولی ایجاد نماید و در عین حال به مسائل زیست محیطی ناشی از پساب های فاضلاب غنی از اوره هم بپردازد. با این وجود، توسعه الکتروکاتالیست های بسیار کارآمد، کم هزینه، بسیار واکنش پذیر و قوی برای الکترولیز اوره برای سنتز هیدروژن سبز حیاتی می باشد.
هیدروژن بعنوان یک سوخت عالی در نظر گرفته می شود و می تواند با شکافتن آب یا جدا کردن آن از سایر مولکول های حاوی هیدروژن تولید شود. تولید هیدروژن سبز با استفاده از برق عرضه شده توسط منابع انرژی پایدار یک چاره بالقوه و سازگار با محیط زیست برای مشکلات ذخیره سازی انرژی است.
واکنش تکامل اکسیژن (OER) و واکنش تکامل هیدروژن (HER) به ترتیب در آند و کاتد در خلال مکانیسم الکترولیز آب اتفاق می افتد. متأسفانه، الکترو کاتالیست های با کارایی بالا برای الکترولیز آب به علت سینتیک واکنش کُند این فرآیندها مورد نیاز هستند. کاتالیزورهای فلزی گروه پلاتین (PGM) اغلب بعنوان کاتالیزور HER و OER برای کاهش تلفات هدایت و تسریع سرعت واکنش استفاده می شوند.
با این وجود، هزینه بالا، در دسترس نبودن و دسترسی محدود این کاتالیزورهای PGM به صورت قابل توجهی کاربردهای صنعتی آنها را محدود می کند. در نتیجه، روش های جایگزین کم هزینه برای کاهش هزینه کل و مصرف برق تولید هیدروژن سبز به فوریت مورد نیاز است.
مرحله تعیین کننده سرعت (rds) در الکترولیز آب، واکنش تکامل آهسته اکسیژن است که در آند رخ می دهد. طبق تحقیقات انجام شده، تقریبا ۸۰ درصد از پساب های فاضلاب فرآوری نشده حاوی اوره هر ساله به اکوسیستم زمین ریخته می شود و نیترات اوره سبب آلودگی زیست محیطی غیر قابل برگشت می شود. علاوه بر این، پتانسیل حرارتی واکنش اکسیداسیون اوره (UOR) نسبتاً کم است و سبب می شود که الکترولیز اوره برای تولید هیدروژن سبز مطلوب باشد، چونکه انرژی کمتری نسبت به شکستن آب مصرف می کند.
اخیرا ادعا شده است که تولید هیدروژن سبز با استفاده از الکترولیز اوره، بخصوص با اکسیداسیون اوره آندی، هزینه هیدروژن ساخته شده را تا ۳۶ درصد می کاهد. در نتیجه، الکترولیز اوره در مقیاس بزرگ امکان دارد یک رویکرد مناسب برای تصفیه موفقیت آمیز فاضلاب حاوی اوره باشد، در حالیکه هیدروژن سبز با حداقل مصرف انرژی تولید نماید.
نانوذرات مبتنی بر فلزات واسطه (TM) مانند فلزات واسطه مبتنی بر قلیایی ها، اکسیدها، سولفیدها و فسفیدها به علت عملکرد کاتالیزوری قوی خود نسبت به HER و OER، توجه محققان را برانگیخته اند. الکتروکاتالیست های مبتنی بر نیکل (Ni) بادوام ترین جایگزین های کاتالیزور HER و UOR در بین این ترکیبات مبتنی بر TM هستند.
به نقل از ستاد نانو، باآنکه اکسیدهای مبتنی بر Ni کاندیدای عالی برای الکترولیز اوره هستند، هدایت ضعیف، سرعت انتقال بار آهسته و جذب ضعیف هیدروژن بشدت عملکرد کاتالیزوری آنها را محدود می کند. در این مطالعه، نانو ورق های اکسید نیکل نفوذپذیر (NiO) پوشیده شده با نقاط کوانتومی سولفید نیکل (Ni۳S۲) (NiO/Ni۳S۲/NF) بعنوان کاتالیزورهای ناهمگن HER و UOR برای الکترولیز اوره ایجاد شدند.
کاتالیزور اکسید نیکل پوشش داده شده با نقاط کوانتومی Ni3S2 عملکرد کاتالیزوری و پایداری عالی را در واکنش اکسیداسیون اوره (UOR) نشان داد.
منبع: howtoseo.ir
