پایگاه خبری فولاد ایران- یک تیم تحقیقاتی دانشگاه تسوکوبا با موفقیت روش جدیدی را توسعه داده است که می تواند از متقاطع شدن مولکول های سوخت بزرگ جلوگیری کند و تخریب الکترودها را در فناوری پیشرفته پیل سوختی با استفاده از متانول یا اسید فرمیک سرکوب کند.
طبق گزارش فولاد ایران، در جداسازی موفقیت‌آمیز مولکول‌های سوخت از طریق انتقال پروتون انتخابی، فضایی بر روی ورقه‌های گرافن حفره‌ای به دست می‌آید که عملکرد شیمیایی دارند و به عنوان غشاهای تبادل پروتون عمل می‌کنند.
برای تحقق کاهش انتشار کربن، تقاضا برای توسعه فناوری پیل سوختی مستقیم متانول / اسید فرمیک افزایش یافته است. در این فناوری از متانول یا اسید فرمیک به عنوان سوخت الکترونیکی برای تولید برق استفاده می شود. سلول های سوختی از طریق انتقال پروتون برق تولید می کنند. با این حال، غشاهای تبادل پروتون معمولی از "پدیده متقاطع" رنج می برند، که در آن مولکول های سوخت نیز بین آندها و کاتدها منتقل می شوند. پس از آن، مولکول های سوخت به طور غیر ضروری اکسید می شوند و الکترودها غیرفعال می شوند.
در این مطالعه، محققان یک غشای مبادله پروتون جدید متشکل از ورقه‌های گرافن با حفره‌هایی به قطر 5 تا 10 نانومتر ساخته‌اند که از نظر شیمیایی با گروه‌های عاملی سولفانیلیک تغییر یافته و گروه‌های سولفو را در اطراف سوراخ‌ها ایجاد می‌کنند. به دلیل مانع فضایی توسط گروه‌های عاملی، غشای گرافن با جلوگیری از نفوذ مولکول‌های سوخت، هدایت پروتون بالایی را حفظ می‌کند و با موفقیت پدیده متقاطع را سرکوب می‌کند.
در این مطالعه، محققان ساختارهایی را بررسی کردند که مهاجرت مولکول‌های سوخت را از طریق درگ الکترواسموتیک و مانع فضایی مهار می‌کنند. به این ترتیب آنها دریافتند که غشای گرافن عامل دار شده با سولفانیل می تواند به طور قابل ملاحظه ای تخریب الکترود را در مقایسه با غشاهای تجاری Nafion سرکوب کند و در عین حال رسانایی پروتون مورد نیاز برای سلول های سوختی را حفظ کند.
این مطالعه به توسعه سلول‌های سوختی پیشرفته به عنوان جایگزین جدیدی برای سلول‌های سوختی نوع هیدروژنی کمک می‌کند.
انرژی پیل سوختی ممکن است تنها راه موفق برای برق رسانی به بخش بزرگی از ناوگان حمل و نقل باشد.
منبع: Oilprice