روشی برای تولید الکتروکاتالیست‌ها با صرف انرژی کمتر

به گزارش مجله خبری نگار،، این روش سنتز سریع و با درجه حرارت پایین از مواد سرامیکی ویژه (اکسید‌های آنتروپی بالا) می‌تواند الکتروکاتالیست‌هایی با کارایی بالا ایجاد کند.

در حال حاضر، الکتروکاتالیست‌های مبتنی بر ایریدیم یا اکسید روتنیم عمدتاً مورد استفاده قرار می‌گیرند که به طور قابل توجهی هزینه‌های محصولات را افزایش می‌دهند و همچنین گسترش در مقیاس بزرگ را از نظر در دسترس بودن مواد دشوار می‌کنند. اکسید‌های فلزی انتقالی آنتروپی بالا برای این فرایند‌ها بسیار مورد توجه هستند. با این حال، این مواد معمولاً در دما‌های بالا و با زمان سنتز طولانی به دست می‌آیند.

پروفسور دکتر رولند مارشال، از محققان این پروژه می‌گوید: در این کار، ما برای اولین بار سنتز با دمای پایین از اکسید‌های آنتروپی بالا انجام دادیم. این روش سنتز در ماکروویو، امکان کاهش زمان سنتز را به چند دقیقه (معمولاً ۵ تا۳۰ دقیقه) و درجه حرارت تا ۲۲۵ درجه سانتیگراد فراهم می‌کند.

از یک طرف، سنتز بسیار انرژی کمتری نیاز دارد و از طرف دیگر، این روش امکان تولید نانوذرات را فراهم می‌کند. این امر به‌ویژه در کاتالیست‌ها بسیار جالب است، زیرا نانوذرات نسبت سطح به حجم بسیار بالایی دارند و واکنش‌های کاتالیزوری روی سطح اتفاق می‌افتد.

پروفسور مارشال می‌گوید: در این پروژه ما توانستیم برای اولین بار نشان دهیم که طیف گسترده‌ای از ترکیبات مختلف با حداکثر هفت فلز مختلف علاوه بر آهن می‌تواند با این سنتز ساده دمای پایین حاصل شود. جایگزینی جزئی آهن با کبالت که به دلیل فعالیت زیاد آن شناخته شده است، فعالیت کاتالیزوری را بیشتر می‌کند.

وی می‌افزاید: فعالیت کاتالیزور‌ها تا حد زیادی به ترکیب تشکیل دهنده کاتالیست بستگی دارد. اما این عامل در تمام روش‌های سنتز قبلی آزادانه متغیر نیست. روش ما بسیار انعطاف‌پذیر است که این امکان را برای ترکیب تعداد زیادی از عناصر در حالت‌های مختلف اکسیداسیون فراهم می‌کند و در نتیجه فعالیت کاتالیزور‌ها تنظیم شود.