خبرهای شیمی

[ROJINAjoON]

کاتالیست جدید برای تولید هیدروژن

محققان دانشگاه استانفورد موفق به ساخت کاتاليست جديدي براي به اصطلاح واکنش سير تکاملي هيدروژن شدند.



اين کاتاليست که از نانوذرات دي‌سولفيد موليبدن رشد يافته بر روي گرافن ساخته شده، ممکن است که براي کاربردهاي صنعتي در مقياس بزرگ در آينده، جايگزين واقعي براي پلاتين گران‌قيمت باشد.

هيدروژن مي‌تواند جايگزين زيست‌سازگاري براي سوخت‌هاي فسيلي مرسوم باشد، بويژه اگر به صورت الکتروشيميايي از آب دريا توليد شود.

با اين حال قبل از آن، دانشمندان نياز دارند که براي افزايش راندمان واکنش هيدروژن الکتروشيميايي(HER) کاتاليست‌هاي پيشرفته‌اي بسازند. امروزه، موثرترين کاتاليست HER، آنهايي هستند که از فلزات گروه پلاتين ساخته مي‌شوند؛ اما اين فلزات گران هستند.

اکنون هونگجي داي و همکارانش نشان داده‌اند که صفحه‌هاي اکسيد گرافن انعطاف‌پذير را مي‌توان بعنوان يک بستر ايده‌آل براي نانوذرات دي‌سولفيد موليبدن استفاده کرد.

هيبريد دي‌سولفيد موليبدن \ اکسيد گرافن احياء شده حاصله فعاليت الکتروکاتاليستي بسيار بالايي براي HER دارد. فعاليت اين کاتاليست بسيار بهتر از فعاليت کاتاليست‌هاي دي‌سولفيد موليبدن توليد شده بدون گرافن است.

شيب تافل که نشان‌دهنده سرعت يک واکنش الکتروشيميايي است، براي اين نانوکاتاليست برابر با 41 mV/decade است که از فعاليت کاتاليست‌هاي دي‌سولفيد موليبدن بسيار بيشتر است.

اين مقدار از تعداد زياد سايت‌هاي کناره کاتاليستي روي نانوذرات دي‌سولفيد موليبدن و اين حقيقت که اين ماده با شبکه گرافني زيرين به خوبي جفت مي‌شود، ناشي شده است.

بعلاوه اين کاتاليست هيبريدي اضافه‌ولتاژ کوچکي و چگالي جريان بزرگي دارد و حتي بعد از 100 چرخه فعال باقي مي‌ماند. داي گفت که کاتاليست‌هاي مرسوم از قبيل پلاتين و پالاديوم اگرچه خيلي کارآمد، اما گران‌قيمت هستند.

بواسطه داشتن عملکرد خوب و هزينه پايين اين نانوکاتاليست هيبريدي، ما مي‌توانيم پيش‌بيني کنيم اين کاتاليست در کاربردهاي صنعتي آينده احتمالا جايگزين فلزات گران‌قيميت قبلي شود.

اين محققان کاتاليست‌هاي هيبريدي خود را طي واکنش سولووترمال(solvothermal) تتراتيوموليبدات آمونيوم (NH4MoS4) و هيدرازين در محلول دي‌متيل‌فرمايدِ اکسيد گرافن در دماي 200 درجه سلسيوس براي يک شب ساختند.

در طول اين فرآيند، اکسيد گرافن به اکسيد

گرافن احياء شده (RGO) و (NH4MoS4) به دي‌سولفيد موليبدن روي RGO بوسيله هيدرازين احياء شدند.

جزييات اين کار تحقيقاتي در مجله‌ Journal of the American Chemical Society منتشر شد.

[ROJINAjoON]

دانشمندان «قرص هیدروژن» ساختند!!

تیمی از محققان مرکز بین رشته یی نانوتکنولوژی دانشگاه فنی دانمارک (NANO.DTU) به فن آوری جدیدی برای ذخیره سازی ایمن و پر بازده هیدروژن به شکل قرصهای هیدروژن دست یافتند.


بهره‌مندی از هیدروژن به دلیل مخاطرات و ویژگی های خاص آن مستلزم بهره گیری از فن آوری پیشرفته برای ذخیره و انتقال آن است.


`CLAUS HVIID` ، استاد دانشکده شیمی دانشگاه فنی دانمارک و مدیر مرکز شیمی سبز و پایدار می‌گوید: سالهاست که محققان به دنبال استفاده از هیدروژن هستند و کاربری هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی بسیار دشوار بوده و ما این مشکل را با استفاده از قرصهای هیدروژن حل کرده ایم.


او ادامه داد: روشهای کنونی ذخیره سازی هیدروژن، نیاز به اقدامات ایمنی ویژه‌ای دارد و ساخت این قرصها یک قدم مثبت به سوی جامعه مستقل از سوختهای فسیلی می‌باشد.


بسیاری از مواد ذخیره شده به طور خود به خودری محترق می‌شوند و چنانچه با آب در تماس قرار گیرند منفجر می‌شوند، همچنین انرژی ذخیره شده معمولا به آهستگی آزاد می‌شود که در این صورت به سختی می‌توانند یک فن کوچک را به کار بیندازند.


فن آوری قرص‌های هیدروژن بسیار ساده و قیمت آن در مقایسه با دیگر روش‌ها پایین است، ضمن آن که این قرص‌ها از نمک دریا و آمونیاک ساخته شده‌اند که نمک دریا شامل 10 درصد کلرید منیزیم است و هر یون منیزیم می‌تواند با 6 مولکول NH3 پیوند برقرار کند؛ بنابراین 18 اتم هیدروژن به ازای هر یون منیزیم تولید می‌شود.


هیدروژن ذخیره شده با حرارت دادن نمک فعال شده و بدین ترتیب بخار آمونیاک تولید شده، به مبدل کاتالیستی ارسال و به نیتروژن و هیدروژن شکسته می‌شوند.


هیدروژن برای تولید الکتریسته با اکسیژن در پیل سوختی ترکیب شود و تنها محصول جانبی این فرایند آب و نیتروژن است که به اتمسفر بازگردانده می‌شود.


این قرص‌ها به گونه‌ای طراحی شده اند که قابلیت کاربرد مجدد را در فرایندهای برگشت پذیر به شکل اسفنج‌هایی در مقیاس نانو دارند و با دریافت مقدار جدید آمونیاک کل فرایند تکرار می‌شود.


پیش بینی می‌ شود که قرص‌های هیدروژن طی پنج سال آینده در ابزارهای کوچک مثل تلفن‌های همراه و رایانه‌ها و حتی در مقیاس های بزرگ مانند اتوبوس ها و قطارها به کار گرفته شود.

[ROJINAjoON]

بنا به یافته های یک گروه پپوهشی به سرپرستی پرفسور پالچو در آزمایشگاه پلاسمای دانشگاه سیتی هنگ کنگ میتوان از حس گرهای سیلسیمی در بدن انسان جهت بررسی شاخص های حیاتی مهم مانند قند خون فشارخون ساییدگی مفصل ها و ...بهره گرفت.این حسگرها میتوانند حتی پس از درک شاخص ها یا نشانه های بیماری مقدار مناسبی از داروی مورد نیاز را تعیین کنند.اما استفاده از تراشه های سیلسیمی و سیستم های الکترومکانیکی قابل کاشت در بدن هنگامی امکان پذیر است که درک روشنی از برهم کنش سیلسیم با بافت ها و مایعات بدن در دست باشد.

گروه پژوهشی پرفسور چو از نفوذ یون و شناور کردن آن در پلاسما جهت بهبود فعالیت زیستی سطح سیلسیم و بررسی چگونگی تشکیل آپتیت بر این سطح استفاده کرده اند. آن ها به کمک تصویر های میکروسکپ الکترونی پیمایشی نشان داده اند که در اثر نفوذ هیدروپن به سطح سیلسیم سطح نامنظمی شامل پیوندهای Si-Hتشکیل میشود که شناور کردن آن دریک مایع از نوع مایعات بدن واکنشی میان این پیوندها با آب را در پی دارد.

در نتیجه این واکنش سطحی تحریک شده با بار منفی تشکیل میشود که عامل تشکیل آپاتیت است.

پیش از این پژووهشگران اعلام کرده بودند داشتن سطحی با بار منفی یکی از شرایط اصلی سازگار شدن نیم رساناها با بافت های زنده است. و اکنون پژوهش های چو نشان میدهد که این کار در مورد سیلسیم تک بلوری ممکن است.