استفاده از نانولوله‌های اصلاح‌شده، به‌عنوان کاتالیست در پیل‌های سوختی

با تلاش شیمی‌دانان چینی می‌توان از نوعی کاتالیست جدید ساخته‌شده از
نانوذرات پلاتین متصل به نانولوله‌های کربنی آلاییده با نیتروژن، برای
اکسید کردن متانول در پیل‌های سوختی استفاده کرد. اصلاح نانولوله‌های
کربنی به‌صورت نرمال خیلی مشکل است؛ زیرا آنها از نظر شیمیایی غیرواکنش‌پذیر
هستند؛ اما جایگزینی بعضی از اتم‌های کربن با اتم‌های نیتروژن، سایت‌هایی
برای اصلاحات شیمیایی بالقوه ایجاد و این لوله‌ها را به هادی‌های فلزی
تبدیل می‌کند.

این گروه به رهبری هوژِنگ در دانشگاه نانجینگ، با استفاده از یک محلول
اسید هگزاکلروپلاتینیک در اتیلن گلایکول، نانوذرات پلاتین(با پهنای ۳
تا ۹ نانومتر) را روی سطح چنین نانولوله‌های کربنی آلاییده با نیتروژن،
رسوب دادند. هنگامی که آنها مواد حاصله را با یک میکروسکوپ الکترونی
مشاهده کردند، متوجه شدند که این نانوذرات به‌طور هموژن روی این
نانولوله‌ها پخش شده و قویاً به آنها متصل شده‌اند؛ در حالی که هنگام
استفاده از نانولوله‌های کربنی بدون دوپ‌کننده، چنین اتفاقی نمی‌افتد.

همچنین نانولوله‌های کربنی آلاییده با نیتروژن، هادی جریان الکتریسیته
هستند و پلاتین ـ که به‌عنوان یک کاتالیست خوب شناخته شده‌است ـ را به‌خوبی
پراکنده می‌کنند؛ بنابراین نانولوله‌های اصلاح‌شده ممکن است برای
استفاده در کاربردهای الکتروشیمیایی از قبیل پیل‌های سوختی مناسب باشند.

برای آزمایش فعالیت این نانولوله‌های کربنی پوشش ‌داده‌شده با پلاتین،
این محققان فرآیند اکسیداسیون متانول به دی‌اکسیدکربن را بررسی کردند،
این واکنش در آند یک پیل سوختی متانولی اتفاق می‌افتد. آنها متوجه شدند
که این نانولوله‌ها فعالیت کاتالیستی زیادی دارند و پیشنهاد دادند که
آنها می‌توانند در آینده در پیل‌های سوختی استفاده شوند.
گریگوری دولان، معاون رئیس مؤسسه متانول در آرلینگتون، ویرجینیا، این
پیشرفت را تحسین کرد و گفت: «سازنده‌های افزاره‌های الکترونیکی اصلی
دنیا، همه برای رساندن میکروپیل‌های سوختی به بازار با هم رقابت
می‌کنند. یکی از تحقیقات مهم در این زمینه، تلاش برای افزایش بازده
پیل‌های سوختی متانول مستقیم و کاهش هزینه‌های آنهاست که به تجاری‌سازی
آنها و حرکت به‌سمت بازار کمک خواهند کرد» .
این محققان نتایج کار خود را تحت عنوان “نانولوله‌های CNx بعنوان پایه
کاتالیست برای تثبیت نانوذرات پلاتین برای اکسیداسیون متانول” در مجله
J. Mater. Chem. منتشر کرده‌اند.