Ultimate magazine theme for WordPress.

قیچی شیمیایی dichalcogenides فلز انتقال ۲-D را به نانوسیم تبدیل می کند

0

قیچی شیمیایی dichalcogenides فلز انتقال ۲-D را به نانوسیم تبدیل می کند

 

قیچی شیمیایی dichalcogenides فلز انتقال ۲-D را به نانوسیم تبدیل می کند
نمای شماتیک ورق های دو بعدی قیچی شده به نانوسیم.

قیچی شیمیایی dichalcogenides فلز انتقال ۲-D را به نانوسیم تبدیل می کند یکی از بزرگترین چالشها در تولید تمیز و ارزان تولید هیدروژن یافتن یک کاتالیزور جایگزین لازم برای واکنش شیمیایی تولید کننده گاز است ، کالایی بسیار ارزانتر و فراوانتر از پلاتین بسیار گران و نادر که در حال حاضر استفاده می شود محققان در کره اکنون راهی پیدا کرده اند تا “نانوروبن های کوچک” را به ماده ای ارزان و بسیار متناسب با این نانوذرات تبدیل کرده و کارایی کاتالیزوری آن را حداقل به میزان پلاتین افزایش دهد.

دانشکده ها : محققان یک گزینه احتمالی کاتالیزور را شناسایی کرده اند – و یک روش ابتکاری برای تولید آنها با استفاده از “قیچی” شیمیایی است که می تواند تولید هیدروژن مقرون به صرفه تر است.

تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور سانگ اوک کیم در گروه علوم و مهندسی مواد کار خود را در ارتباطات طبیعت منتشر کردند.

هیدروژن احتمالاً نقشی اساسی در انتقال پاک به دور از سوخت های فسیلی و سایر فرآیندهای تولید گازهای گلخانه ای دارد. بخشهای زیادی از حمل و نقل مانند حمل و نقل مسافت طولانی و حمل و نقل هوایی وجود دارد که به سختی قابل تولید هستند و بنابراین به هیدروژن تولید شده به عنوان سوخت یا مواد اولیه برای سایر سوختهای مصنوعی خنثی از کربن نیاز دارند. به همین ترتیب ، تولید کود و بخش فولاد بعید است بدون هیدروژن ارزان و تمیز “کربن زدایی شود”. مشکل این است که ارزان ترین روش تولید گاز هیدروژن در حال حاضر از طریق گاز طبیعی انجام می شود ، فرایندی که خود باعث تولید گاز گلخانه ای دی اکسید کربن می شود – که هدف را شکست می دهد.

تکنیک های جایگزین تولید هیدروژن ، مانند الکترولیز با استفاده از جریان الکتریکی بین دو الکترود که در آب فرو رفته است تا بر class = “textTag”> پیوندهای شیمیایی که آب را در کنار هم نگه داشته و در نتیجه آن را به عناصر تشکیل دهنده آن تقسیم می کنند ، اکسیژن و هیدروژن کاملاً ثابت شده است. اما یکی از عواملی که باعث گرانی می شود ، فراتر از اینکه بسیار انرژی بر است ، نیاز به پلاتین فلزی گران قیمت و نسبتاً کمیاب است. از پلاتین به عنوان کاتالیزور استفاده می شود – ماده ای که در فرآیند تولید هیدروژن واکنش شیمیایی را شروع یا تسریع می کند.

در نتیجه ، مدتهاست که محققان بدنبال جایگزینی پلاتین هستند – کاتالیزوری دیگر که به وفور در زمین وجود دارد و بنابراین ارزان تر است.

دی الکوژنیدهای فلز انتقالی یا TMD ها به فرم نانوموادی ، مدتی است که به عنوان یک جایگزین کاتالیزور برای پلاتین ، کاندیدای خوبی در نظر گرفته شده است. اینها موادی هستند که از یک اتم فلز انتقالی (عناصر قسمت میانی جدول تناوبی) و دو اتم یک عنصر کالکوژن (عناصر موجود در ستون سوم تا آخرین جدول تناوبی ، به ویژه گوگرد ، سلنیوم) تشکیل شده اند. و تلوریم).

آنچه TMD ها را به عنوان جایگزین پلاتین تبدیل به یک شرط خوب می کند ، این نیست که فقط بسیار زیاد هستند ، بلکه الکترونهای آنها نیز به گونه ای ساختار یافته اند که باعث افزایش الکترودها می شوند.

علاوه بر این ، TMD که یک نانومواد است اساساً یک صفحه فوق العاده نازک دو بعدی است که ضخامت آن فقط چند اتم است ، دقیقاً مانند گرافن. ماهیت فوق العاده نازک یک ورقه نانومتری ۲-D TMD اجازه می دهد تا تعداد زیادی مولکول TMD در طی فرایند تجزیه و تحلیل در مقایسه با آنچه در یک قطعه از مواد اتفاق می افتد ، قرار گیرد ، بنابراین واکنش شیمیایی هیدروژن ساز شروع و تسریع می شود. خیلی بیشتر.

با این حال ، حتی در اینجا مولکولهای TMD فقط در چهار لبه یک صفحه نانو واکنش نشان می دهند. در فضای داخلی تخت ، چیز زیادی در جریان نیست. به منظور افزایش سرعت واکنش شیمیایی در تولید هیدروژن ، باید ورقه نانو را به صورت بسیار نازک برش داد – تقریباً به نوارهای یک بعدی ، و در نتیجه لبه های زیادی ایجاد می کند.

در پاسخ ، تیم تحقیقاتی ساخت که در اصل یک جفت قیچی شیمیایی است که می تواند TMD را به صورت نوارهای ریزی درآورد.

“سنگ پروفسور کیم” ، یکی از محققان دخیل در تدوین فرآیند ، گفت: “تاکنون تنها موادی که هر کسی توانسته است به این” روبانهای نانو “تبدیل شود گرافن و فسفرن است.”

“اما هر دو فقط از یک عنصر تشکیل شده اند ، بنابراین بسیار سرراست است. کشف نحوه انجام این کار برای TMD که از دو عنصر ساخته شده بسیار دشوارتر خواهد بود.”

“قیچی” شامل یک فرایند دو مرحله ای است که شامل ابتدا قرار دادن یون های لیتیوم در ساختار لایه ای ورقه های TMD و سپس استفاده از سونوگرافی برای ایجاد “باز شدن” خود به خود در خطوط مستقیم است.

“پروفسور کیم ادامه داد:” این کار به نوعی مانند نحوه تکه تکه کردن تخته سه لایی است: در امتداد دانه به راحتی می شکند. “در واقع واقعاً ساده است.”

محققان سپس آن را با انواع مختلف TMD از جمله مولیبدن ، سلنیوم ، گوگرد ، تلوریم و تنگستن آزمایش کردند. همه به همان خوبی کار کردند ، و دارای بازدهی کاتالیزوری به اندازه پلاتین بودند.

به دلیل سادگی روش ، این روش باید بتواند نه تنها در تولید مقیاس بزرگ نانوروبان TMD بلکه برای ساخت نانوروبان مشابه از سایر مواد ۲-D چند عنصر برای اهداف فراتر از حد مجاز نیز استفاده شود. تولید هیدروژن 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.