به نقل از «عصر ایران»

روش ارزان ساخت الکتروکاتالیست تولید هیدروژن با طول عمر بالا

تاریخ انتشار: ۲۲ فروردین ۱۴۰۳ | کد خبر: ۴۰۰۹۹۴۱۳

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر راهکاری جدید برای ساخت چارچوب‌های فلزی – آلی به‌عنوان الکتروکاتالیست تولید هیدروژن ارائه کردند.

به گزارش ایسنا، حامد شوشتری از محققان این طرح که آن را با راهنمایی دکتر میلاد رضائی، دانشیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر در دانشگاه امیرکبیر اجرایی کرده، با بیان اینکه این مطالعات با عنوان «سنتز نانوساختار نیکل- آنتیموان اصلاح شده با چارچوب فلزی - آلی به‌عنوان الکتروکاتالیست تولید هیدروژن» اجرایی شده است، گفت: افزایش تقاضا برای انرژی، کاهش سوخت‌های فسیلی و آلودگی محیط زیست به دلیل استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی باعث شده است که توجه بیشتری به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر معطوف شود.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

بحث درباره انرژی‌های تجدیدپذیر سال‌هاست که در جهان و ایران رونق گرفته، اما سهم ایران برای استفاده از این انرژی‌های تجدیدپذیر و بی‌پایان بسیار ناچیز است. این درحالی است که ظرفیت حقیقی ایران برای تولید انرژی تجدیدپذیر به واسطه بافت و موقعیت جغرافیایی آن بسیار بالا است.

وی ادامه داد: اخیراً در میان تمام انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی هیدروژن به دلیل داشتن مزایایی مانند ظرفیت انرژی ویژه بالا، قابلیت ذخیره‌سازی، فراوانی و سازگاری با محیط زیست در کانون توجه قرار گرفته است؛ چرا که سوخت هیدروژن فرصتی را فراهم می‌کند که بتوان با استفاده از انواع مختلف مواد اولیه، انرژی با قابلیت بهره‌وری بالا برای جبران کمبود انرژی تولید کرد.

شوشتری، تجزیه الکتروشیمیایی آب را مؤثرترین روش‌ تولید هیدروژن دانست و یادآور شد: فرآیند تجزیه الکتروشیمیایی آب ایده‌آل‌ترین و پاک‌ترین روش‌ به‌لحاظ زیست محیطی برای تولید هیدروژن تلقی می‌شود. این روش که یک فرآیند تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی است، از طریق الکتروکاتالیست‌ها صورت می‌گیرد.

این محقق با تاکید بر اینکه بدون الکتروکاتالیست‌ها، واکنش مؤثری در فرآیند تجزیه الکتروشیمیایی آب اتفاق نمی‌افتد، اظهار کرد: معمولاً از مواد بر پایه پلاتین، ایریدوم یا روتنیوم به ‌عنوان الکتروکاتالیست در تولید هیدروژن استفاده می‌شود، اما قیمت بالا و منابع محدود مانع استفاده گسترده از این مواد شده است. از این رو، ضروری است که مواد جدیدی به‌عنوان الکتروکاتالیست ساخته و معرفی شود.

وی خاطر نشان کرد: هدف اصلی در این تحقیق، دستیابی به دانش فنی تولید الکتروکاتالیست‌هایی با کارآیی و عمر بالا با استفاده از روش سنتز ساده و مقرون به صرفه، مواد ارزان قیمت و با منابع دسترسی فراوان بوده است.

شوشتری با بیان اینکه در این طرح پژوهشی، از چارچوب‌های فلزی-آلی (MOFs) برای ایجاد یک ساختار ناهمگون با فصل‌مشترک‌های فازی جفت شده با نانوساختار نیکل–آنتیموان استفاده شد، یادآور شد: چارچوب‌های فلزی-آلی به‌عنوان یک کلاس در حال ظهور از مواد کریستالی با ساختارهای سه‌بعدی و سلسله ‌مراتبی هستند که به دلیل داشتن بسیاری از ویژگی‌های برجسته مانند ساختار متخلخل، مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی بسیار بالا و سهولت ترکیب با دیگر مواد به‌صورت مستقیم یا پیش ماده برای ساخت الکتروکاتالیست‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

وی انتخاب یک چارچوب‌ فلزی - آلی مناسب برای یک کاربرد خاص را یک چالش اساسی در این تحقیق عنوان کرد و گفت: ما در این تحقیق، از چارچوب‌های بر پایه دو فلز نیکل و کبالت استفاده کردیم و توانستیم یک الکتروکاتالیست دوکاره (هم به‌عنوان آند و هم به‌عنوان کاتد) تحت عنوان NiCo-MOF@NiSb با فعالیت الکتروشیمیایی بالا و پایداری طولانی مدت در محیط قلیایی سنتز کنیم.

به گفته این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر در بیشتر مطالعات، برای ساخت چارچوب‌های فلزی – آلی از روش پیرولیز در دمای بالا یا هیدروترمال که نیاز به دما، فشار و زمان زیادی دارند، استفاده شده است.

همچنین، در بسیاری از روش‌های تولید کاتالیست، مواد به‌دست آمده به‌صورت پودری شکل هستند که برای قرار دادن آنها روی سطح الکترود نیاز به فرآیندهای اضافه‌تری است که در اغلب آنها از چسب‌های پلیمری و افزودنی‌های رسانا استفاده می‌شود.

شوشتری اضافه کرد: این امر موجب کاهش مساحت فعال سطحی و متعاقب آن کاهش فعالیت و پایداری الکتروکاتالیستی می‌شود. برای این منظور، استفاده از روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی به‌عنوان یک روش مستقیم و تک مرحله‌ای می‌تواند کارآمد باشد.

به گفته وی، این محققان با استفاده از روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی، چهار هدف عمده را دنبال کردند که شامل این موارد می‌شود:
* قرار دادن پوشش بر سطح زیرلایه بدون استفاده از چسب‌های پلیمری (عدم استفاده از چسب باعث شد که فعالیت الکتروکاتالیستی ذاتی الکترود دستخوش تغییر ‌نشود.)
* کنترل‌پذیری فوق‌العاده خوب در ترکیب شیمیایی (مراکز دو فلزی در چارچوب با بیشترین توزیع و یکنواختی ایجاد شد).
* صرفه‌جویی در زمان و دمای سنتز (زمان سنتز از 24 ساعت به 15 دقیقه و دمای سنتز از دماهای بالای 120 درجه سلسیوس به دمای محیط کاهش پیدا کرد).
* کاهش هزینه‌های ساخت (چون از تجهیزات و امکانات اضافی استفاده نشد، هزینه‌های سنتز بسیار تقلیل یافت).

شوشتری تاکید کرد: تاکنون چارچوب فلزی-آلی بر پایه نیکل و کبالت که به‌صورت لایه نازک و با پایداری عالی توسط روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی در مدت زمان و دمای سنتز کم تولید شود و در عین حال، بتواند خواص الکتروکاتالیستی خوبی برای تولید همزمان هیدروژن و اکسیژن فراهم کند، گزارش نشده است.

این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به کاربردهای یافته این مطالعات، اظهار کرد: نتایج این طرح پژوهشی می‌تواند برای محققان و صنعتگران فعال در زمینه تولید کاتالیست‌ بسیار مفید و کاربردی باشد.

با توجه به عملکرد و راندمان تبدیل انرژی بالایی که این نوع الکتروکاتالیست‌ها فراهم می‌کنند، می‌توان از آنها علاوه بر تولید هیدروژن، در جذب و احیای دی‌اکسیدکربن حاصل از گازهای خروجی نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها، در سیستم‌های تصفیه آب و پساب و همچنین سم‌زدایی از فاضلاب‌های شهری و آزمایشگاهی استفاده کرد.

به گفته این محقق در این طرح پژوهشی، از نانوساختار نیکل-آنتیموان برای اولین بار به‌عنوان الکتروکاتالیست تولید هیدروژن استفاده شد، چارچوب فلزی- آلی بر پایه دو عنصر نیکل و کبالت به‌صورت لایه نازک با کمترین زمان و معقول‌ترین هزینه توسط روش رسوب‌دهی الکتروشیمیایی سنتز شد و همچنین، به‌منظور درک رفتار الکتروشیمیایی و ترمودینامیکی این الکتروکاتالیست‌ها، مدل‌سازی تئوری بر پایه DFT انجام گرفت. بر اساس این نوآوری‌هایی که وجود داشت، 6 مقاله ISI از طرح پژوهشی حاضر در مجلات بسیار معتبر با ضریب تأثیر بالا منتشر شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام

منبع: عصر ایران

کلیدواژه: انرژی تجدید پذیر تولید هیدروژن الکتروکاتالیست تولید هیدروژن دانشگاه صنعتی امیرکبیر انرژی های تجدیدپذیر الکتروکاتالیست ها چارچوب های فلزی طرح پژوهشی بر پایه

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۴۰۰۹۹۴۱۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نحوه انتخاب چوب ترموود

نحوه انتخاب بهترین انواع چوب ترموود

انتخاب بهترین ترموود برای پروژه‌های ساختمانی و طراحی حیاط و محوطه باغ، نه تنها به افزایش زیبایی و جذابیت بصری کمک می‌کند، بلکه در بهبود کاربری فضاها نیز نقش اساسی دارد. ترموود که با فرآیند حرارت دادن چوب تولید می‌شود، ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند مقاومت بالا در برابر رطوبت، پوسیدگی و حمله حشرات ارائه می‌دهد. بااین‌حال، تنوع بالای انواع ترموود و ویژگی‌های متفاوت آن‌ها، انتخاب را به چالشی دشوار تبدیل کرده است. در این مطلب، ما به بررسی نکات نحوه انتخاب بهترین ترموود می‌پردازیم.

انتخاب بهترین ترموود بر اساس نوع آن

انتخاب صحیح چوب ترموود برای پروژه‌های مختلف ساختمانی، طراحی دکوراسیون و ایجاد فضاهای بیرونی جذاب اهمیت بسیاری دارد. ترموود، یکی از پایدارترین و زیباترین گزینه‌ها برای استفاده در فضای باز است که با فرآیند گرمادهی خاص به چوب طبیعی، خصوصیات منحصر به فردی نظیر مقاومت بالا در برابر رطوبت، پوسیدگی و حمله حشرات را ارائه می‌دهد. به‌طور کلی ترموود از چوب‌های متفاوتی ساخته می‌‌شود و تنوع بسیار زیادی دارد.

از جمله انواع چوب‌های ترموود می‌تواند به موارد زیر اشاره کرد:

چوب ترموود صنوبر چوب ترموود کاج چوب ترموود بلوط چوب ترموود اش چوب ترموود افرا بهترین ترموود باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد

انتخاب بهترین ترموود برای پروژه‌های مختلف نیاز به دانش و درک عمیق از ویژگی‌ها و خصوصیات مختلف این محصول دارد. ترموود، چوبی است که از فرآیند گرما دادن به چوب طبیعی در دماهای بالا و بدون استفاده از مواد شیمیایی تولید می‌شود. نتیجه این فرآیند افزایش دوام و مقاومت در برابر عوامل بیرونی مانند رطوبت، پوسیدگی و حشرات است. با این حال، بهترین ترموود باید فراتر از این ویژگی‌های ابتدایی، مزایای بیشتری را ارائه دهد. در ادامه، به بررسی دقیق ویژگی‌هایی می‌پردازیم که بهترین ترموود باید داشته باشد.

مقاومت بسیار زیاد در برابر رطوبت

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که ترموود باید داشته باشد، مقاومت بالا در برابر رطوبت است. این خصوصیت مانع از جذب آب شده و به حفظ ساختار و طول عمر چوب کمک می‌کند. در نتیجه، ترموود برای استفاده در فضای باز، مانند دک‌ها، نمای ساختمان ها ،نرده‌ها، مبلمان بیرونی و سایر عناصر طراحی فضای باز، بسیار ایده‌آل است.

مقاومت در برابر پوسیدگی و حشرات

ترموود باید توانایی مقاومت در برابر پوسیدگی و حمله حشرات را داشته باشد. فرآیند گرمادهی باعث می‌شود که سلول‌های چوب تغییر کنند و مواد غذایی مورد نیاز حشرات و قارچ‌ها کاهش یابد، که این امر به محافظت از چوب در برابر این عوامل مخرب کمک می‌کند.

دوام و طول عمر بالا

بهترین ترموود باید دوام بالایی داشته باشد و بتواند برای مدت زمان طولانی در برابر عوامل بیرونی مقاومت کند. طول عمر بالای ترموود نه تنها به معنای کمتر شدن نیاز به تعمیر یا تعویض آن است، بلکه از نظر اقتصادی نیز به صرفه‌تر خواهد بود.

وجود طرح‌های زیبا و تنوع بالا

علاوه بر خصوصیات فیزیکی و مقاومتی، بهترین ترموود باید زیبایی طبیعی و تنوع در ظاهر را ارائه دهد. این امکان را به طراحان می‌دهد تا با استفاده از ترموود، فضاهایی زیبا و منحصر به فرد خلق کنند. رنگ و بافت یکنواخت، جذابیت بصری چوب را افزایش داده و به آن جلوه‌ای مدرن و شیک می‌بخشد.

سهولت در نصب

بهترین ترموود باید امکان نصب و راه‌اندازی ساده‌ای را به همراه داشته باشد. این موضوع شامل انعطاف‌پذیری بالا در برش، اتصال و شکل‌دهی به چوب برای ایجاد طرح‌ها و ساختارهای مختلف است. قابلیت سازگاری با ابزارها و تکنیک‌های نصب معمول، ترموود را به گزینه‌ای مناسب برای اکثر پروژه‌ها تبدیل می‌کند.

مهم‌ترین نکات در انتخاب بهترین ترموود

انتخاب بهترین ترموود برای پروژه‌های ساختمانی و طراحی فضای باز نیازمند دقت و توجه به جزئیات است. ترموود، با ویژگی‌های منحصر به فردی که دارد، می‌تواند دوام، زیبایی و کارایی طولانی مدت به فضاهای بیرونی ببخشد. در ادامه، مهم‌ترین نکاتی که باید هنگام انتخاب بهترین ترموود در نظر گرفته شوند را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

درک فرآیند تولید ترموود

پیش از هر چیز، مهم است که درکی از فرآیند تولید ترموود داشته باشیم. ترموود از طریق فرآیندی به نام ترموپرسینگ ساخته می‌شود که در آن چوب در دمای بسیار بالا و بدون اکسیژن گرم می‌شود. این فرآیند باعث بهبود خصوصیات چوب مانند مقاومت در برابر رطوبت، پوسیدگی و حمله حشرات می‌شود. اطمینان از کیفیت فرآیند تولید ترموود انتخابی ضروری است.

تعیین کاربرد ترموود

قبل از انتخاب ترموود، باید کاربرد دقیق آن را در پروژه خود تعیین کنید. از کفپوش و دیوارهای تزئینی گرفته تا مبلمان بیرونی و نرده‌ها، هر کاربردی ممکن است نیازمند نوع خاصی از ترموود با ویژگی‌های متفاوت باشد. درنظرگرفتن شرایط آب‌وهوایی، میزان استفاده و ظاهر زیبایی‌شناختی از جمله عوامل تأثیرگذار بر این تصمیم‌گیری است.

بررسی درجه حرارت فرآیند تولید ترموود

درجه حرارتی که در طول فرآیند پر فشار ترموپرسینگ به‌کاررفته، تأثیر بسزایی بر خصوصیات نهایی ترموود دارد. ترموودی که در دماهای بالاتر تولید شده، معمولا مقاومت بیشتری در برابر رطوبت و پوسیدگی از خود نشان می‌دهد، اما ممکن است انعطاف‌پذیری کمتری داشته باشد. انتخاب دمای مناسب بر اساس کاربرد موردنظر اهمیت دارد

مقایسه قیمت و ارزش

هنگام انتخاب ترموود، مقایسه قیمت‌ها و ارزیابی ارزش واقعی محصول ضروری است. بهترین ترموود لزوماً گرانترین نیست، بلکه آن است که نیازهای شما را با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت برآورده می‌کند. بودجه خود را در نظر بگیرید و گزینه‌ای را انتخاب کنید که هم از نظر اقتصادی معقول باشد و هم‌نیازهای پروژه شما را به بهترین نحو ممکن پوشش دهد.

توجه به پایداری و محافظت از محیط زیست

انتخاب ترموود از منابع پایدار و تولید شده با استفاده از دستگاه‌های تخصصی بسیار اهمیت دارد. اطمینان حاصل کنید که ترموود انتخابی شما از دسته منابع جنگلی طبیعی نباشد و با استفاده از روش‌هایی که کمترین تأثیر منفی را بر محیط‌زیست دارند، تهیه شده است. این امر نه‌تنها به حفاظت از منابع طبیعی کمک می‌کند، بلکه پیامی مثبت به مشتریان و جامعه ارسال می‌کند.

شرکت پارس آرای کوهستان؛ ارائه‌دهنده انواع ترموود باکیفیت

پارس آرای کوهستان یکی از معتبرترین شرکت‌های ارائه‌دهنده انواع متریال‌های چوبی از جمله ترموود و پارکت چوبی است. شما می‌توانید انواع محصولات ترموودی باکیفیت را از مجموعه ما با بهترین قیمت و بالاترین کیفیت خریداری کنید.