تولید بیشترین مقدار هیدروژن با مصرف کمترین انرژی/بومی سازی تولید هیدروژن دوستدار محیط زیست 

در گفتگو با کاماکس مطرح شد؛

محققان کشور برای الکتروکاتالیست های نانومخروطی شکل از طریق روش رسوب دهی به تولید هیدروژن پرداخت که میزان مصرف انرژی را در تولید هیدروژن کاهش می دهد.

قاسم براتی دربند عضو هییت علمی دانشگاه فردوسی مشهد در رشته مهندسی مواد و متالوژی موفق به کسب رتبه دوم پژوهش های بنیادی گروه تخصصی فناوری های شیمیایی با طرح «رسوب دهی الکتروشیمیایی نانوساختار های مخروطی به عنوان کاتالیست برای تولید هیدروژن» در بیست و پنجمین جشنواره جوان خوارزمی شد.

براتی دربند درباره طرح «رسوب دهی الکتروشیمیایی نانوساختار های مخروطی به عنوان کاتالیست برای تولید هیدروژن» به خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری کاماکس گفت: یکی از روش های تولید هیدروژن که به عنوان سوخت پاک در صنایع مختلف استفاده می شود، «شکافت الکتروشیمایی آب» است.

وی ادانه داد: همه می دانیم که آب متشکل از هیدروژن و اکسیژن است و اگر به نحوی بتوانیم در آب شکافت ایجاد کرده و هیدروژن و اکسیژن را از هم جدا کنیم، می توانیم هیدروژن تولید کنیم و از سوی دیگر اکسیژن بسیار خالص داشته باشیم. 

وی افزود: البته در دنیا روش های بسیار زیادی برای تولید هیدروژن وجود دارد که در بیشتر آنها از سوخت های تجدیدناپذیر استفاده می شود و از طرفی در این متدها Co2 وارد محیط زیست می شود.

این برگزیده جایزه جشنواره خوارزمی عنوان کرد: روش شکافت الکتروشیمایی آب از یک آند و یک کاتد در سل الکتروشیمایی استفاده می کند؛ یک اختلاف پتانسیل بین اند و کاتد اعمال و هیدورژن روی کاتد و اکسیژن روی آند تولید می شود. 

وی در ادامه اظهار کرد: ما از روش رسوبدهی الکتروشیمایی برای سنتز نانوساختار های مخروطی شکل استفاده کردیم. به عبارتی برای اولین بار برای الکتروکاتالیست تولید هیدروژن با روش رسوب دهی الکتروشیمایی از نانوساختار های مخروطی شکل استفاده کردیم.

به گفته براتی دربند، در روش رسوب دهی الکتروشیمیایی تشکیل درجا و بدون چسب الکتروکاتالیست ها را خواهیم داشت که این امر منجر به کاهش مقاومت و در نتیجه باعث افزایش فعالیت الکتروکاتالیستی می شود. 

دارنده رتبه دوم بیست و پنجمین جشنواره جوان خوارزمی افزود: در دنیا براساس دیتا هایی که وجود دارد حدود 4 درصد از هیدروژن های تولیدی جهان با روش الکترولیز اب است که در آن از الکترود های بر پایه از پلاتین و اکسید ایریدیوم استفاده می شود بنابراین مطالعات و روند تحقیقاتی در بهترین دانشگاه های دنیا به سمتی حرکت می کند که روش شکافت الکتروشیمیایی آب جایگزین روش های پرهزینه شود که الودگی های زیادی هم ایجاد می کنند.

وی ادامه داد: تحولی که این روش ایجاد می کند این است که مقدار مصرف هیدروژن در شکافت الکتروشیمایی آب را کاهش می دهد و بهترین الکترودی که در الکترولیز آب استفاده می شود الکترود پلاتین است.

وی افزود: ما در یکی از مطالعات خود در خواص الکترو کاتالیستی و تولید هیدروژن توانستیم به الکترود پلاتین برسیم و این هم قدم بزرگی است که می تواند مطالعات ما را به پیش ببرد. 

به گفته براتی دربند، سرمایه گذاری ها برای این روش جدید در جهان در حال انجام بوده و در کشور ما شروع شده است. در دانشگاه فردوسی مشهد روی این موضوع کار می کنیم و امیدواریم در آینده نزدیک بتوانیم این روش صنعتی را بومی سازی کرده و برای تولید هیدوژن استفاده کنیم تا کشور از طریق این روش محتاج خارجی ها نباشد. 

به اعتقاد وی تولید هیدروژن به این روش در دنیا هم در مرحله تحقیقاتی است و برای کابردی کردن آن باید تخصص های خاص مانند مهندسی شیمی برای ذخیره سازی هیدروزن و ساخت غشا ها، مهندسی مواد برای ساخت الکترود ها در کنار هم قرار بگیرند تا بتوان سیستمی را اسکیل اپ کرد تا بتوان این روش ا به عنوان روش صنعتی معرفی کرد.

وی با بیان اینکه پیش بینی می کنم بتوانیم تیمی از مهندسی های متفاوت در این بحث تشکیل دهیم تا بتوانیم این روش را به روش صنعتی تبدیل کنیم، گفت: البته یکسری حمایت ها برای تشکیل شرکت و خرید تجهیزات خاص و مواد اولیه نیاز است. تا حدودی دانشگاه فردوسی مشهد تجهیزات را دارد، اما یکسری تجهیزات بروز نیست و نیاز بروزرسانی تجهیزات داریم.

وی گفت: امیدواریم به همت صندوق نوآوری و شکوفایی و معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد، این روش را به عنوان روش صنعتی و کاربردی معرفی کنیم. 

این محقق درباره مزیت های این روش برای تولید هیدروژن اشاره کرد و گفت: هیدروژنی که به این روش تولید می شود بسیار خالص و پاک است و می تواند در جا های مختلف به صورت مستقیم از آن استفاده کرد. مزیت دوم هم دوستدار محیط زیست آن است. 

براتی به مشکلات تولید هیدروژن با روش های معمول اشاره کرد و افزود: در روش های معمول برای سنتز الکتروکاتالیست های تولید هیدروژن انرژی زیادی مصرف می شود تا الکترود ها سنتز شود، اما در مطالعات تحقیقی ما با الکترود های سنتز شده و استفاده از آنها در شکافت الکتروشیمیایی آب با کمترین میزان مصرف انرژی بیشترین مقدار هیدروژن تولید می شود.