پژوهشگران دانشگاه های توکیو و کیوتو در ژاپن بوسیله نانوذرات موفق به ارائه نوعی الکترود شدند که با تجزیه آب می تواند هیدروژن تولید کند.

به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، یکی از راه های حل مشکل انرژی استفاده از الکترولیز و فتولیز آب است؛ با این حال تولید الکتروکاتالیست های جدید با چالش همراه است.

دانشمندان ژاپنی دانشگاه کیوتو با همکاری محققان دانشگاه کیوتو موفق به ارائه لایه ای نازک حاوی نانوذرات سولفید نیکل شدند که برای این کار قابل استفاده است. اگرچه پلاتین یکی از رایج ترین گزینه ها برای ساخت کاتالیست است اما قیمت بالا و کمیاب بودن آن مانع از صنعتی سازی این فناوری می شود.

در این روش به جهت ساخت لایه به لایه فیلم کاتالیستی خودآرا از نانوذرات پایدار استفاده شده است. این فناوری در چارچوب پروژه فتوسنتز مصنوعی توسط سازمان توسعه فناوری صنعتی و انرژی ژاپن تعریف شده است.

این تیم تحقیقاتی ثابت کرده اند که فیلم حاوی نانوذرات سولفید نیکل پایدار شده با گوگرد می تواند دچار آرایش خودبخودی (خودآرایی) و در سطح الکترودهای اکسید قلع تقویت شده با فلوئور قرار گیرد. در این فرآیند از اتصال دهنده کاتیون فلزی در شرایط ملایم استفاده شده است.

هر دو الکترود مورد استفاده در فرآیند تولید هیدروژن با استفاده از فیلم های خودآرا ساخته می شود. نتایج حاصل از استفاده این دو الکترود نشان می دهد که با افزایش زمان تابش، جریان نوری و چگالی جریان بالایی از این الکترودها عبور می کند.

در زمان انجام فرآیند تشکیل حباب های هیدروژن، تغییر ساختاری در این الکترودها ایجاد شده به طوری که سولفید نیکل به پلی فسفات نیکل تبدیل می شود؛ این موضوع موجب شکل گیری چگالی بالا و پایدار در فیلم های خودآرا می شود.

این سازوکار خودآرایی می تواند برای تشکیل فیلم های حاوی نانوذرات به منظور استفاده در الکترودهای نوری مختلف بکار گرفته شود؛ بدون اینکه خواص نوری ذاتی این ماده دچار تغییر شود.

نتیجه این پژوهش در قالب مقاله ای در مجله “شیمی نانو مواد” به چاپ رسیده است.

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

www.shimisanat.com