ساخت نانوکاتالیست کربنی که تولید هیدروژن از اسیدفرمیک را تسریع می‌کند

به تازگی نانوکاتالیستی سنتز شده که می‌تواند تولید هیدروژن از اسیدفرمیک را ۵ برابر تسریع‌ کند. این کاتالیزور از جنس نانوساختارهای کربنی است.

به گزارش ایسنا، یافته‌های محققان روسی نشان می‌دهد که نانومواد کربنی می‌توانند تولید هیدروژن از اسید فرمیک را تسریع کنند. دانشمندان مؤسسه کاتالیست در سیبری (SB) که از زیرمجموعه‌های آکادمی علوم روسیه (RAS) هستند، موفق به سرعت بخشیدن به تولید هیدروژن از اسید فرمیک با استفاده از نانومواد کربنی اصلاح شده با نیتروژن شده‌اند. این نوآوری باعث شده که فرآیند انجام واکنش پنج برابر کوتاه‌تر شود، در حالی که تقریباً کاملاً ناخالصی‌ها را در خروجی محصول از بین می‌برد.

این دستاورد بر اساس تحقیقات کلی‌تر در مورد تولید نانومواد کربنی حاوی نیتروژن، به دست آمده است. مشهورترین نانو ماده کربنی، گرافن است که می‌تواند برای تولید الکترودهای ابررسانا به منظور استفاده در وسایل حمل و نقل برقی و الکترونیکی استفاده شود.

این گروه تحقیقاتی از دو روش برای سنتز نانومواد کربنی حاوی نیتروژن استفاده می‌کنند: نیتروژن یا در ساختار کربن نانومواد در حال رشد قرار می‌گیرد یا در لایه‌های بیرونی گرافن گنجانیده می‌شود. از مواد حاوی نیتروژن حاصل برای ایجاد کاتالیزورها استفاده می‌شود که نقش مهمی در واکنش تجزیه اسید فرمیک دارند که منجر به تشکیل هیدروژن می‌شود. دانشمندان در این پروژه موفق شدند واکنش را در یک محیط فاز گازی در دمای کمتر از ۱۵۰ درجه سانتیگراد تسریع کنند.

اولگا پودیاچف از محققان این پروژه می‌گوید: به لطف روش پردازشی که استفاده کردیم، می‌توانیم چگالی مراکز نیتروژن را در لایه‌های بیرونی گرافن افزایش دهیم. پالادیوم در ابعاد بسیار کوچک در حد یک نانومتر به صورت نانوذرات به طور مؤثر به این مراکز متصل شده است. این پردازش موجب افزوده شدن گروه‌های آمین اضافی به سطح نانوماده کربنی شده که همین گروه‌های آمین برای تسریع واکنش ضروری هستند. با استفاده از این روش ما توانستیم ۵ برابر میزان واکنش را افزایش دهیم که بالاترین میزان واکنش فاز گاز برای این نوع کاتالیزور است. ما همچنین به افزایش انتخاب‌گری هیدروژن به ۹۹٫۴ درصد رسیدیم.

به نقل از ستاد نانو، این گروه تحقیقاتی در حال بررسی تجزیه اسید فرمیک در یک محیط مایع در دمای اتاق هستند. در این شرایط، تولید هیدروژن می‌تواند از نظر اقتصادی امکان‌پذیر شود.