متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۱۰/۰۳

تعداد بازدید : ۱۴۹

تعداد رای : ۰

ساخت سلول‌های سوختی با ابزاری شبیه به شُش

شش‌های انسان با عبور گاز از میانِ یک غشاءِ نازک اکسیژن را جدا کرده و به رگ‌ها می‌فرستد. حالا دانشمندان ابزاری ساخته‌اند که از قواعدِ مشابهی برای ساخت سوخت هیدروژنی استفاده می‌کند.

«یو سویی» و همکارانش در دانشگاه استنفورد برای افزایشِ کاراییِ الکتروکاتالیست‌ها ساختار شش‌های انسان را الگو قرار دادند؛ استفاده از موادی که آهنگِ واکنشِ شیمیایی برای تولید هیدروژن بوسیله‌‌ی جداسازی آب را افزایش می‌دهند. با افزایشِ کاراییِ این فرایند، سلول‌های سوختی که منبع انرژی برای اتوموبیل‌های هیدروژنی هستند را با بهره‌ی بالاتری می‌توان ساخت. همچنین این سلول‌های سوختی روزی می‌توانند نیازِ انرژیِ شهرها را تامین کنند. سویی و همکارانش یک پلاستیک به ضخامت 12 نانومتر ساخته‌اند که یک طرفِ این پلاستیک دارای حفره‌های ریزی است که آب را پس می‌زند. طرفِ دیگرِ این پلاستیکِ نازک با نانوذراتِ طلا و پلاتینیوم پوشش داده شده است که در واکنش شیمیایی شرکت خواهند کرد. سپس دانشمندان این فیلمِ پلاستیکیِ فوقِ نازک را رول کرده و لبه‌هایش را محکم به هم چسباندند تا یک کیسه‌ی کوچک که دارای یک لایه‌ی فلزی درونی است ایجاد شود.

 

جداسازیِ آب

زمانی‌که ولتاژ به آب اعمال می‌شود تا به اجزاء تشکیل دهنده‌اش تجزیه شود، گازهای هیدروژن و اکسیژن وارد دستگاهِ ریه‌ مانند می‌شوند و در هنگامِ عبور از فلزاتِ رسانای درون کیسه تولیدِ انرژی می‌کنند. فیلم‌های کربنی که معمولا در اینگونه موارد از آنها استفاده می‌شود در هنگام این فرایند تولیدِ حباب می‌کنند که این امر باعث کاهشِ بهره‌وری خواهد شد. اما این ابزارهای شش‌مانند تولیدِ حباب را کمینه می‌کنند زیرا حفره‌های کوچک آهنگِ عبور گاز و فشار داخلی را کنترل خواهند کرد.

 

سویی و تیمش دریافتند که ابزار شش‌مانندشان 32 درصد بهره‌وری را در قیاس با ابزارهای پیشین افزایش می‌دهد. به گفته‌ی سویی: «هندسه‌ی ابزار بسیار با اهمیت است».

 

همچنین این مواد برای مدت زیادی پایدار هستند. زمانی‌که این واکنش درون ابزارِ شش‌مانند برای مدت 250 ساعت انجام شد این ابزار 97 درصدِ فعالیت کاتالیستیِ خود را حفظ کرد. یک غشاء کربنی که به‌طور سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرد تنها در زمانی به طول 75 ساعت تواناییش به 74 درصدِ میزان ابتدای فعالیتش می‌رسد.

 

گامِ بعدی ساختِ سیستمی با تعدادِ زیادی کیسه‌های کوچکِ این‌چنینی است، اما ممکن است که این ابزار نهایتا مانند شش نباشد. شش دارای ساختارِ شاخه‌ای است اما ما برای هرکدام از این‌ها نیاز به یک کاتد و یک آند داریم و وجود تعدادی زیادی از آنها در کنار یکدیگر آنچنان کارا نیست. به گفته‌ی سویی: «شش به ما یاد داد که چگونه گاز را به محل مورد نظر برسانیم. و برای ساخت ابزاری بزرگ‌مقیاس باید یک راه دیگر پیدا کنیم.»

 

نتایج این پژوهش در مجله Cell به چاپ رسیده است. برای مشاهده این خبر، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)