پیل‌های هیدروژنی مبتنی بر فناوری نانو با ظرفیت بیشتر و زمان دشارژ طولانی‌تر

خانم مهندس مریم مُهری، دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه تهران، در این‌باره
گفت: «میزان ذخیره هیدروژن بصورت اتمی در این ترکیب، از میزان هیدروژن مایع هم
حجم آن بیشتراست.»

مهندس مُهری، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو گفت:
«هیدروژن سوخت مناسبی است اما ذخیره‌کردن آن به‌لحاظ اشغال حجم زیاد و نیز
خطرات ناشی از اشتعال و انفجار، دارای مشکلات زیادی‌است. یکی از روش‌های
ذخیره‌کردن هیدروژن، به‌کارگیری ترکیب جاذب هیدروژن است که در بین نانومواد،
منیزیم و برخی از ترکیبات آن بیشترین میزان ظرفیت پذیرش هیدروژن دارا هستند.»

ترکیب بین فلزی Mg2Ni از جمله مواد جاذب هیدروژن است که ظرفیت جذب هیدروژن به
میزان ۶/۳ درصد وزنی خود را دارد. این ماده، در ساخت الکترود آند باتری‌های
قابل شارژ NiMH استفاده‌شده‌است و همچنین در مخازن هیدروژن نیز قابل‌استفاده
هستند. هیدروژن به‌صورت محلول جامد در داخل این ترکیب ذخیره‌می‌گردد.

مهندس مُهری، ساخت این ترکیب با استفاده از روش‌های ذوب و ریخته‌گری را(به‌دلیل
تفاوت نقاط ذوب و فشار بخار عناصر آن) دارای مشکلات زیادی دانست که باعث عدم
یکنواختی آن می‌شوند و درنتیجه ظرفیت پذیرش هیدروژن در آن را کاهش می‌دهند.

وی، آلیاژسازی مکانیکی را روشی مناسب برای تهیه ترکیبات بین‌فلزی بیان‌کرد و
افزود: «به‌علت کاهش اندازه دانه‌ها و افزایش سطح در معرض واکنش در
نانوبلور‌های Mg2Ni، سینتیک جذب بهبودمی‌یابد و ظرفیت دشارژ بالاترمی‌رود و
زمان فعال‌سازی نیز کاهش‌پیدامی‌کند. همچنین از عناصر آلیاژی مانند نیوبیم برای
بهبود خواص جذب و دفع هیدروژن، استفاده شده‌است».

برای ساخت ترکیب بین‌فلزی Mg2Ni به‌روش آلیاژسازی مکانیکی، آسیاب با اتمسفر گاز
خنثی و از نوع گلوله‌ای سیاره‌ای(به‌دلیل انرژی بالای آن) استفاده‌شده‌است.
برای بررسی خواص الکتروشیمیایی پودرهای به‌دست‌آمده، یک پیل الکتروشیمیایی با ۳
الکترود به‌کار گرفته‌شده و ساختمان بلوری این پودرها نیز به‌وسیله پراش‌سنج
پرتو ایکس(XRD) و مورفولوژی مخلوط پودری، با استفاده از میکروسکپ الکترونی
روبشی(SEM) بررسی‌شده‌است.

جزئیات این پژوهش که با هدایت آقای دکتر فرشید کاشانی‌بزرگ و در دانشکده مهندسی
مواد و متالورژی دانشگاه تهران انجام‌شده‌است،
در مجلهInternational Journal of
Modern Physics B (IJMPB)(جلد ۲۲؛ صفحات ۲۹۴۶-۲۹۳۹؛ سال ۲۰۰۸) منتشرشده‌است.