محققان سنگاپوری روشی برای تولید هیدورژن ارائه کردند که در آن از ساختارهای لایه‌ای به‌منظور انجام فرآیند کاتالیستی استفاده شده و در نهایت هیدروژن در فضای محدود میان لایه‌ها سنتز می‌شود.
تولید هیدروژن در فضایی محدود، گامی به سوی انرژی پاک
محققان دانشگاه ملی سنگاپور موفق به ارائه روشی شدند که با آن می‌توان نانوذرات نجیب را در ساختار لایه‌ای محدود کرد. در واقع با این روش می‌توان از مواد دو بعدی لایه‌ای برای تولید هیدروژن استفاده نمود.
هیدروژن سوختی پاک است که در پیل‌های سوختی برای تولید انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سوخت کمترین اثر منفی را روی محیط‌زیست دارد. یکی از روش‌های تولید هیدروژن، الکتریسیته است که در آن از برق در حضور کاتالیست برای شکافتن آب استفاده می‌شود.
محققان این پروژه روشی برای تولید کاتالیست انتخابی ارائه کردند که می‌تواند با کارایی بالا هیدروژن تولید کند. در این روش، نانوذرات فلزات نجیب در میان لایه‌های یک ماده دو بعدی قرار گرفته که این کار با استفاده از احیای درجا انجام می‌شود. این کار شبیه به پرکردن مواد در یک نان ساندویچ است. این روش برای تولید ساختارهای این چنینی، بسیار ساده بوده و نیاز به روش‌های زمان‌بری نظیر لایه‌برداری نیست. فضای محدود میان دو لایه، محلی کنترل شده برای به وقوع پیوستن فرآیند کاتالیستی است. در این فرآیند مولکول‌های آلاینده که ابعاد بزرگی دارند، نمی‌توانند روی فرآیند کاتالیستی تأثیر منفی بگذارند.
نتایج بررسی‌های محققان نشان داد که این روش با پایداری بالا می‌تواند برای تولید هیدروژن استفاده شود. واکنشی که در فضای محدود اتفاق بیافتد، به دلیل وجود امکان کنترل اتصال مواد اولیه به مراکز کاتالیستی، می‌تواند روی نرخ انتقال جرم تأثیرگذار و راهبرد مناسبی برای کاتالیز کردن انتخابی و پایدار باشد.
با این حال، محدود کردن نانوذرات در ساختار لایه‌ای به دلیل وجود نیروی قوی واندروالس بسیار چالش برانگیز است. اما این گروه از راهبرد مبتنی بر احیای درجای مواد اولیه به داخل فضای میان دو لایه استفاده کردند. با نفوذ این یون‌ها، نانوذرات در فضای محدود رشد کرده و فعالیت کاتالیستی بهبود می‌یابد.
در این روش به جای لایه برداری که بسیار زمان‌بر و پیچیده است، از احیای مواد استفاده کردند؛ به طوری که مواد حاوی لیتیم با مواد اولیه واکنش داده و بر نیروی واندروالس فائق می‌شوند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Interface confined hydrogen evolution reaction in zero valent metal nanoparticles-intercalated molybdenum disulfide در نشریه Nature Communications منتشر شده‌است.
محققان این پروژه روشی برای تولید کاتالیست انتخابی ارائه کردند که می‌تواند با کارایی بالا هیدروژن تولید کند. در این روش، نانوذرات فلزات نجیب در میان لایه‌های یک ماده دو بعدی قرار گرفته که این کار با استفاده از احیای درجا انجام می‌شود. این کار شبیه به پرکردن مواد در یک نان ساندویچ است. این روش برای تولید ساختارهای این چنینی، بسیار ساده بوده و نیاز به روش‌های زمان‌بری نظیر لایه‌برداری نیست. فضای محدود میان دو لایه، محلی کنترل شده برای به وقوع پیوستن فرآیند کاتالیستی است. در این فرآیند مولکول‌های آلاینده که ابعاد بزرگی دارند، نمی‌توانند روی فرآیند کاتالیستی تأثیر منفی بگذارند.
نتایج بررسی‌های محققان نشان داد که این روش با پایداری بالا می‌تواند برای تولید هیدروژن استفاده شود. واکنشی که در فضای محدود اتفاق بیافتد، به دلیل وجود امکان کنترل اتصال مواد اولیه به مراکز کاتالیستی، می‌تواند روی نرخ انتقال جرم تأثیرگذار و راهبرد مناسبی برای کاتالیز کردن انتخابی و پایدار باشد.
با این حال، محدود کردن نانوذرات در ساختار لایه‌ای به دلیل وجود نیروی قوی واندروالس بسیار چالش برانگیز است. اما این گروه از راهبرد مبتنی بر احیای درجای مواد اولیه به داخل فضای میان دو لایه استفاده کردند. با نفوذ این یون‌ها، نانوذرات در فضای محدود رشد کرده و فعالیت کاتالیستی بهبود می‌یابد.
در این روش به جای لایه برداری که بسیار زمان‌بر و پیچیده است، از احیای مواد استفاده کردند؛ به طوری که مواد حاوی لیتیم با مواد اولیه واکنش داده و بر نیروی واندروالس فائق می‌شوند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Interface confined hydrogen evolution reaction in zero valent metal nanoparticles-intercalated molybdenum disulfide در نشریه Nature Communications منتشر شده‌است.
