به گزارش ثریا - در سالهای اخیر، تولید هیدروژن سبز از طریق الکترولیز آب بهعنوان یکی از امیدبخشترین راهکارها برای جایگزینی سوختهای فسیلی و کاهش آلایندههای کربنی مطرح شده است. با این حال، یکی از موانع جدی توسعه فناوری الکترولیز، کارایی پایین و دوام محدود کاتالیستهایی است که واکنش تکامل اکسیژن (OER) را در آند تسهیل میکنند. این واکنش بهدلیل نیاز به شکستن پیوندهای محکم مولکول آب و آزادسازی اکسیژن، بهطور ذاتی کند و پرانرژی است و همین امر سبب شده پژوهشگران در سراسر جهان به دنبال طراحی مواد نوین برای بهبود سرعت و پایداری آن باشند.
تیمی از محققان دانشگاه تربیت مدرس ایران با همکاری دانشگاه علوم و فناوری الکترونیک چین موفق به توسعه کاتالیست جدیدی شدند که هم کارایی بالایی در واکنش OER دارد و هم پایداری بلندمدتی از خود نشان میدهد. آنها با بهکارگیری یک روش احتراقی سریع و ساده، نانوساختارهایی از ترکیب نیکل و آهن با سلنیوم را بر روی بستر گرافن عمودی (VG) رشد دادند و همزمان سطح آن را با کربن نیتروژندار اصلاح کردند. این ساختار که NC@(NixFe۱-x) Se/VG نام دارد، ترکیبی از رسانایی الکتریکی بالا، پایداری شیمیایی و قابلیت ایجاد سایتهای فعال متعدد را در خود جمع کرده است.
یکی از مشکلات رایج در کاتالیستهای مبتنی بر نیکل و آهن، شستهشدن گونههای فعال در طول واکنش و در نتیجه کاهش شدید عملکرد است. پژوهشگران برای رفع این مشکل، از سلنیوم بهره گرفتند. حضور سلنیوم موجب تشکیل فازهای فعال جدید از طریق بازسازی سطحی در حین واکنش شد. بهویژه، محاسبات تئوری مبتنی بر نظریه تابع چگالی (DFT) نشان داد که در این ترکیب، لایهای از Ni۰.۷۵Fe۰.۲۵Se/Ni۰.۷۵Fe۰.۲۵OOH بهطور درجا شکل میگیرد که هم توانایی جذب واسطههای واکنش را بهینه میکند و هم سطحی پایدار برای ادامه واکنش فراهم میآورد.
از سوی دیگر، وجود گونههای سلنواکسید جذبشده روی سطح، نقش حفاظتی مهمی ایفا میکند و مانع از تخریب یا جداشدن فعالسازهای اصلی نیکل و آهن میشود. این ویژگی موجب میشود که کاتالیست جدید، پایداری طولانیمدتی از خود نشان دهد. در آزمایشهای انجامشده، این الکترود توانست در چگالی جریان ۲۰ میلیآمپر بر سانتیمتر مربع تنها با ۲۲۰ میلیولت اورپتانسیل کار کند؛ عددی که در مقایسه با بسیاری از کاتالیستهای مشابه بهطور چشمگیری کمتر است. افزون بر این، پایداری عملکرد آن بیش از ۳۰۰ ساعت گزارش شد که نشان از استحکام بالای ساختار و عدم افت قابلتوجه در کارایی دارد.
ویژگی مهم دیگر این دستاورد، طراحی ناهمگن و شبکهای نانوساختارهاست. این طراحی، مسیرهای متعددی برای انتقال سریع الکترون و یون در اختیار سیستم قرار میدهد و بههمین دلیل مقاومت انتقال بار به حداقل میرسد. به بیان دیگر، الکترود جدید نهتنها از لحاظ شیمیایی مقاومتر است، بلکه از دیدگاه الکتروشیمیایی نیز بازدهی بالاتری ارائه میدهد. اهمیت این تحقیق در آن است که نهتنها یک ماده جدید برای واکنش تکامل اکسیژن معرفی میکند، بلکه رویکردی تازه برای پایدارسازی گونههای فعال در طول واکنش نیز ارائه میدهد. چنین راهبردی میتواند به توسعه کاتالیستهای متنوع دیگری بر پایه فلزات انتقالی کمک کند و افقهای تازهای را برای طراحی الکترودهای خودپشتیبان در سیستمهای الکترولیز آب بگشاید.
این پژوهش نشان میدهد که ترکیب نوآوری در طراحی مواد (مانند گرافن عمودی بهعنوان بستر) و بهرهگیری از بازسازی سطحی کنترلشده (از طریق حضور سلنیوم) میتواند همزمان دو چالش اصلی یعنی فعالیت پایین و پایداری محدود را برطرف کند. از این رو، NC@(NixFe۱-x)Se/VG نهتنها یک دستاورد علمی است، بلکه میتواند زمینهساز توسعه صنعتی الکترولیزکنندههای پایدار برای تولید هیدروژن سبز باشد.
به نقل از ستاد نانو، با توجه به افزایش تقاضای جهانی برای انرژیهای پاک و گذار به اقتصاد کمکربن، چنین پیشرفتهایی نقش کلیدی در آینده خواهند داشت.
نتایج این پروژه در قالب مقالهای در نشریه Small منتشر شده است.
منبع : نانو کاتالیست ها
شکوه دعای امروز عرفه در مسجد مقدس جمکران
متن تشکر سید مجید موسوی از مهدی رسولی+عکس
پیرمرد بیرجرندی در اوج طوفان پرچم ایران را بر زمین نینداخت
«تیرانداز زبردست» با استقبال کودکان و نوجوانان به چاپ دوم رسید
تارا و رؤیای داشتن یک تلفن همراه شخصی
رمان «فرار از زنگ ورزش» برای نوجوانان منتشر شد
قصه گویی یک اسباببازی ارزان اما اثرگذار برای کودکان
ارسطوی پایتخت با یک سریال جدید به شبکه یک آمد
جناب خان و الیکا عبدالرزاقی به آنتن تلویزیون برگشتند
اسلامهراسی علیه زنان محجبه در اروپای سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است
عدالت و پیشرفت در نگاه شهید لاریجانی چگونه بود؟
بازتاب گسترده پیام رهبر انقلاب به مناسبت برگزاری حج در رسانههای بین المللی
شرایط تغییر مدرسه در مرداد و شهریور اعلام شد
درخواست رئیس جمهور: زمینه حضور اساتید برجسته برای انتقال آموزشهای نوین فراهم شود
آییننامه «توسعه مشارکتهای مردمی از طریق تشکیل هیئت امنا در مدارس دولتی» تصویب شد
آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد
این دعای عرفه را بخوانید تا ببینید چرا پدران ما قرنهاست حسین حسین (ع) میگویند
روزه گرفتن در روز عرفه چه حکمی دارد؟
توصیه آیت الله جوادی آملی برای انجام این عمل در روز عرفه
از ظهر تا غروب عرفه؛ این ساعتها را از دست ندهید
آمار ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ به حدود یک میلیون نفر رسید
جریمه چند میلیون دلاری و سنگین در انتظار گوگل در اروپا
رئیسجمهور مصوبه بازگشایی اینترنت بینالملل را ابلاغ کرد
صفحه اینترنت پرو از سایت همراه اول حذف شد+عکس
روایت وزیر ارتباطات از بازگشایی اینترنت
۵۰ برج فناوری احداث میشوند: ۳ دانشگاه پایلوت زیست بومی نوآوری میشود
«سعی صفا و مروه» در حج نماد چیست؟
افزایش پذیرش دانشجوی شهریهپرداز در دانشگاه تربیت مدرس
تائید ۱۲ رئیس دانشگاه و رئیس شهرک علمی صنعتی اصفهان
جزئیات برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاه تربیت مدرس و علم و صنعت اعلام شد
کلاسهای دانشگاه شریف تا اطلاع ثانوی مجازی شد
کارمند گوگل در پی اعتراض به همکاری با رژیم صهیونیستی اخراج شد
مصوبات مهم جلسه ستاد فضای مجازی درباره وضعیت اینترنت اعلام شد
۱۷ هزار نسخه خطی کمنظیر و در معرض خطر دیجیتال سازی شد
«آدم با صدای بلند برای فرزندانش گریست» کتاب شد
کتابهایی خواندنی برای بچههای ایران
فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟
اگر خرمشهر آزاد نشده بود چه اتفاقی میافتاد؟
پیام آیتالله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی
دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست
الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس
شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس
محسن شریفیان به مدرسه میناب رفت+عکس
«مثلی لا یبایع مثله» شعار اربعین حسینی امسال شد
راهکارهای مدیریت اضطراب دانشآموزان در روزهای امتحان چگونه است؟
امتحانات نهایی دانشآموزان مجازی میشود؟
عملیات بیتالمقدس در ۲۰ کتاب درسی ثبت میشود
امام باقر (ع) احیاگر مرجعیت علمی اهل بیت و پیشگام مبارزه با تحریف دین
یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد
تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد
ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان
تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه علم و صنعت اعلام شد
جزئیات امتحانات و کلاسهای ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد
بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص
پاسخ یحیی گلمحمدی به یاوه گویی ترامپ +عکس
اعتراف غم انگیز نویسنده برنده جایزه نوبل ادبیات درباره استفاده از هوش مصنوعی
نمایشگاه کتاب تهران تمدید شد
نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی
توصیه امام باقر (ع) برای اصلاح جامعه چه بود؟
رباتی که امید را به کودکان مبتلا به ام اس بازگرداند
رباتهای انساننما در مزارع چین مشغول به کار شدند+عکس
موشک «نیو گلن» پس از سانحه دوباره مجوز پرتاب گرفت
قلمرو مهآلود یک ستاره در حال مرگ رصد شد
فرمانده اولین پرواز انسانی به مریخ یک میلیاردر است+عکس
علت زنگ نزدن طلا کشف شد
استرس خاطرات شما را نابود میکند
مهلت ثبت نام کنکور سراسری ۱۴۰۵ تمدید شد
«اردیبهشت کتاب» به دلیل استقبال گسترده مردم تا جمعه ۸ خرداد تمدید شد
بهترینهای جشنواره کن از نظر منتقدان/ فیلم اصغر فرهادی کجاست؟
چرا برنامه شهیدیفرد در میان پربازدیدهای تلویزیون نبود؟
شعار دهه امامت و ولایت اعلام شد: غدیر، میثاق امت با ولایت
آغاز ثبتنام پانزدهمین دوره ارزیابی تخصصی قاریان و مدرسان قرآن کریم
حجت الاسلام پناهیان: مردم پس از میدان سراغ میز مدیران خواهند رفت
ثبت نام یک میلیون و ۱۸۷ هزار دانش آموز کلاس اولی آغاز شد
آغاز سال تحصیلی آینده و اجرای موفق پروژه مهر دغدغه اصلی آموزش و پرورش
کلاسهای تحصیلات تکمیلی دانشگاه شریف از این تاریخ حضوری میشود
تأملی پیرامون دانشگاه آزاد در میانه تحولات اخیر کشور
ثبت نام بیش از ۵۷۰ هزار نفر در کنکور ۱۴۰۵ و آزمون دانشجومعلم
شرایط اسکان دانشجویان دانشگاه تهران چیست؟ اینجا بخوانید
فعالیت شرکت تاکسی خودران وایمو در یک شهر دیگر تعلیق شد
جزئیات امتحانات و کلاسهای ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد
تکذیب اعلام زمان برگزاری آزمون سراسری یک هفته پیش از امتحانات نهایی تکذیب شد
ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان
ارائه راهکارهای شبکه سازی با نخبگان خارج از کشور
بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص
مهلت انتخاب رشته کاردانی مهارتی تمدید شد
تغییرات تقویم آزمونهای علوم پزشکی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
آخرین وضعیت برگزاری کنکور سراسری و کارشناسی ارشد در سال ۱۴۰۵
بازخوانی حکمت صدرایی توسط جمعی از فلاسفه به صورت مجازی
سمعکهای جدید میتوانند سینگالهای مغز را بخوانند
تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه علم و صنعت اعلام شد
حجت الاسلام پناهیان: مردم پس از میدان سراغ میز مدیران خواهند رفت
شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس
این بازی ویدئویی قابلیت تشخیص افسردگی شدید را دارد
دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست
۴۰ شرکت دانش بنیان در جنگ تحمیلی سوم به صورت کامل تخریب شد
کلاسهای تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد
آغاز ثبتنام پانزدهمین دوره ارزیابی تخصصی قاریان و مدرسان قرآن کریم
یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد
پیام آیتالله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی
چرا برنامه شهیدیفرد در میان پربازدیدهای تلویزیون نبود؟
الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس
علت زنگ نزدن طلا کشف شد
ثبت نام بیش از ۵۷۰ هزار نفر در کنکور ۱۴۰۵ و آزمون دانشجومعلم
تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد
آنچه در این هفته گذشت و واکنش به مجریان اسلحه به دست تلویزیون
یک مستند از سقوط هواپیمای آمریکایی در اصفهان ساخته میشود
وقتی کتاب کنج خلوتی برای برای خانوادههای آسیبدیده از جنگ شد
نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی
فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.