نانوذرات نیکل آلومینات، مخازن حجیم ذخیره‌ی هیدروژن

با توجه به دو مشکل عمده‌ی آلودگی‌های محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و کمبود این منابع انرژی در سال‌های آینده، تهیه نانوساختارهایی که بتوانند در زمینه‌ی تولید انرژی‌های جایگزین بکار روند، اهمیت زیادی یافته است. البته تولید نانوذرات به روش‌های شیمیایی نیز خود عاملی برای ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی بشمار می‌رود. از این رو بهتر است جهت کمک به محیط زیست، با استفاده از روش‌های شیمی سبز به تولید نانومواد مصرفی پرکاربرد اقدام کرد.

به گفته‌ی طاهره غلامی، دانشجوی دکترای شیمی دانشگاه کاشان، هدف این طرح تهیه نانوذراتی برای ذخیره‌ی هیدروژن و افزایش ظرفیت آن‌ها در ذخیره‌سازی بوده است.

وی در توضیح رویکرد این گروه در سنتز نانوذرات گفت: «مهم‌ترین بخش در نظر گرفته شده در این طرح، تهیه نانوذرات نیکل آلومینات/نیکل اکسید(/NiO /NiAl2O4) با روش شیمی سبز بود. بدین منظور از عصاره‌ی گیاه چای سبز، که به وفور نیز در طبیعت یافت می‌شود، به عنوان عامل رسوب دهنده به جای رسوب دهنده‌های متداول شیمیایی استفاده شد. یکی از مزیت‌های دیگر کاربرد عصاره گیاه چای سبز این بود که به عنوان جایگزینی برای سورفاکتانت‌های تجاری (آنیونی، کاتیونی و پلیمری)، توانست منجر به تولید نانوذراتی یکنواخت و ریز، با درجه تخلخل بالا و مناسب برای استفاده در صنایع انرژی شود.»

غلامی در ادامه با اشاره به اینکه جهان به سوی جایگزینی هیدروژن به عنوان سوخت پاک بجای سوخت فسیلی رو به پیشرفت است، عنوان کرد: «در بخش دوم این تحقیقات، قابلیت نانوذرات سنتز شده در ذخیره سازی هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفت و به تأیید رسید. همچنین نتایج آزمایش‌های صورت گرفته نشان داد که با استفاده از نانوذرات گرافن، دی اکسید تیتانیوم و سیلیکا می‌توان ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن توسط نانوذرات سنتز شده را به مقدار قابل توجهی افزایش داد.»

به گفته‌ی غلامی، بیشترین مصرف هیدروژن در صنایع نفت و پالایش گاز است. این گاز عمدتاً به عنوان یک خوراک جانبی، ماده شیمیایی حدواسط و یا حتی به عنوان یک ماده شیمیایی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین در سراسر دنیا، طراحی وسایل نقلیه‌ای که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می‌کنند؛ مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

این محقق در پایان خاطرنشان کرد: «در این طرح از آزمون‌های مختلفی از جمله XRD، SEM، TEM، EDS، ‏FT-IR وBET جهت بررسی نانوذرات سنتز شده و همچنین ارزیابی میزان ذخیره هیدروژن با استفاده از روش الکتروشیمیایی استفاده شده است.»

این تحقیقات حاصل تلاش‌های طاهره غلامی- دانشجوی دکترای دانشگاه کاشان، پروفسور مسعود‏ صلواتی نیاسری- عضو هیأت علمی این دانشگاه و همکارانشان است. نتایج این کار در مجله‌ی Renewable Energy با ضریب تأثیر 4/825 (جلد 115، سال 2018، صفحات 199 تا 207) به چاپ رسیده است.