أخبار ar.wedoany.com، طورت جامعة أديلايد (University of Adelaide) الأسترالية بالتعاون مع جامعة توهوكو (Tohoku University) وجامعة طوكيو للعلوم (Tokyo University of Science) اليابانيتين وجامعة فاندربيلت (Vanderbilt University) الأمريكية محفزًا دقيقًا يتكون من 15 ذرة إيريديوم فقط، يتمتع بنشاط كتلي يبلغ 1.5 ضعف نشاط محفزات الإيريديوم التجارية، مع إظهار متانة فائقة.

يُنتَج الهيدروجين الأخضر من خلال تحليل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء المتجددة. يحدث تفاعل تطور الأكسجين (OER) في هذه العملية ضمن بيئة شديدة الحموضة والتآكل، ويُعد الإيريديوم أحد المحفزات القليلة القادرة على تحمل هذه البيئة، لكن تكلفته العالية ومحدودية توفره يدفعان البحث نحو تقليل كمية الإيريديوم المستخدمة مع تعظيم النشاط التفاعلي. يُعد تصنيع العناقيد النانوية المعدنية فائقة الدقة ذريًا أحد السبل لتقليل استهلاك الإيريديوم، إلا أن تصغير الجسيمات المعدنية إلى أقل من نانومتر واحد يزيد من المساحة السطحية النوعية ومواقع النشاط، بينما يصبح الإيريديوم عرضة للأكسدة وعدم الاستقرار عند تعرضه للهواء.

للتغلب على مشكلة عدم الاستقرار، صمم فريق البحث طريقة اختزال متعدد الكحول باستخدام الإيثيلين جلايكول وعملية تبادل الروابط. من خلال تغليف نواة ذرات الإيريديوم بجزيئات أول أكسيد الكربون وثلاثي فينيل الفوسفين، تم الحصول على عنقود نانوي من الإيريديوم مكون من 15 ذرة، يحافظ على استقرار عالٍ ومقاومة للأكسدة حتى عند تصنيعه في الهواء. بعد ذلك، قام الباحثون بتثبيت العناقيد النانوية على حامل من أسود الكربون، لإعداد محفز صلب بمتوسط حجم جسيمات يبلغ 0.9 نانومتر. أظهرت الاختبارات أن النشاط الكتلي لهذه المادة يفوق نشاط محفزات الإيريديوم التجارية التقليدية بنحو 1.5 ضعف، مع قدرتها على العمل المستمر لأكثر من 20 ساعة دون انخفاض ملحوظ في الأداء. وأظهرت التحليلات الإضافية أن التصغير الفائق لجسيمات الإيريديوم غيّر خصائصها الإلكترونية، مما جعل التفاعلات الكيميائية أكثر كفاءة.

أكد ممثل جامعة توهوكو (Tohoku University)، يويتشي نيجيشي (Yuichi Negishi)، أن هذه النتائج ستساهم في تصنيع عناقيد نانوية معدنية عالية الأداء ومنخفضة التكلفة لمواجهة التحديات العالمية في مجالي الطاقة والبيئة. نُشرت نتائج هذا البحث في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية (Journal of the American Chemical Society).

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com