محققان دانشگاه صنعتی شریف، با سنتز ساختار ترکیبی میکرو الیاف- نانوذرهی نقره و به‌کارگیری موفقیت‌آمیز آن در واکنش احیای اکسیژن، ادعا کردند که این روش می‌تواند به بهبود بازده پیل‌های سوختی کمک کند.
نانونقره و بهبود عملکرد پیل‌های سوختی
محققان دانشگاه صنعتی شریف، با سنتز ساختار ترکیبی میکرو الیاف-نانوذرهی نقره و به‌کارگیری موفقیت‌آمیز آن در واکنش احیای اکسیژن، ادعا کردند که این روش می‌تواند به بهبود بازده پیل‌های سوختی کمک کند.
پیل‌های سوختی نویدبخش منبع انرژی پاک در آینده هستند. یکی از واکنش‌های مهم در آنها، واکنش احیای کاتدی اکسیژن است. یکی از چالش‌های موجود، غلبه بر کاهش پتانسیل این واکنش است که استفاده از کاتالیست نانونقره می‌تواند این پتانسیل را تا حد زیادی کاهش دهد.
خانم نفیسه شریفی، دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شریف، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «ساختار ترکیبی میکرو الیاف-نانوذرهی نقره در مقایسه با نانوذرات نقره به دلیل یک بعدی بودن، رسانش بهتری داخل کامپوزیت، ایجاد می‌کنند».
خانم شریفی افزود: «به روشی جدید و با کمک الیاف سلولزی پنبه، موفق به سنتز ساختار ترکیبی میکرو الیاف-نانوذرهی نقره شدیم که سادگی این روش از مزایای این روش نسبت به روش‌های موجود است».
وی ابتدا نانوذرات نقره را به روش شیمیایی، روی بستر الیاف سلولزی پنبه نشانده‌است. سپس به کمک عملیات حرارتی، الیاف سلولزی را از داخل پوششی که متشکل از نانوذرات است حذف نموده و بدین ترتیب الیاف سلولزی به عنوان تمپلیت عمل کرده‌اند و نانوذرات، ساختار الیاف سلولزی را به خود گرفته‌اند. این الیاف از زنجیره‌های نانوذرات ساخته شده و به دلیل سطح موثر زیاد و رسانش خوب نقره، این ساختارهای یک بعدی، علاوه‌بر کاتالیست بودن در واکنش احیای اکسیژن، به‌عنوان هادی نیز عمل می‌کنند.
در مرحله‌ی بعد، این فایبرهای نانوساختار نقره با غلظت‌های مختلف، وارد الکترود کامپوزیتی گرافیت شده‌اند که حضور ساختار ترکیبی میکرو الیاف-نانوذرهی نقره، چگالی جریان را افزایش داده و منجر به کاهش پتانسیل احیا گردیده‌اند و بدین‌صورت واکنش‌های احیای اکسیژن را بهبود داده و انتظار می‌رود که بتوانند در پیل‌های سوختی بسیار موثر باشند.
خانم شریفی در پایان گفتگو خاطرنشان کرد که علی‌رغم این که کشورهای مختلف، روی توسعه و تحقیق و استفاده از پیل‌های سوختی تمرکز جدی دارند؛ ولی به دلیل وجود ذخایر نفتی و از آن جایی که در کشورمان مطالعات منسجم و هدفمندی روی پیل‌های سوختی انجام نمی‌شود به نظر می‌رسد که در حال حاضر زیرساخت‌های تجاری شدن این پژوهش در کشورمان وجود نداشته باشد.
جزئیات این پژوهش -که با همکاری دکتر فریبا تاج‌آبادی و دکتر نیما تقوی‌نیا انجام شده،- در مجله‌ی International journal of hydrogen energy (جلد ۳۵، صفحات ۳۲۶۲- ۳۲۵۸، سال۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
