در پژوهشی در دانشگاه کاشان بررسی شد؛

قابلیت نانو صفحات گرافاین خالص و اصلاح شده با فلز پتاسیم در حوزه ذخیره‌سازی هیدروژن

۲۷ خرداد ۱۳۹۸ | ۱۵:۴۰ کد : ۴۸۱۲۳ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۴۸۳
پژوهشگران دانشگاه کاشان با انجام یک شبیه‌سازی رایانه‌ای به بررسی قابلیت نانو صفحات گرافاین خالص و گرافاین اصلاح شده با فلز پتاسیم در حوزه ذخیره‌سازی و نگهداری هیدروژن پرداختند.
قابلیت نانو صفحات گرافاین خالص و اصلاح شده با فلز پتاسیم در حوزه ذخیره‌سازی هیدروژن

به گزارش اداره کل روابط عمومی وزارت علوم به نقل ازدانشگاه کاشان، دکترعادل رئیسی وانانی، دانشیار گروه شیمی فیزیک دانشگاه کاشان، با اشاره به قابلیت ساختارهای دوبعدی کربنی به‌عنوان یکی از گزینه‌های پیش رو در حوزه ذخیره‌سازی هیدروژن، در خصوص معایب این ساختارها و اهداف دنبال شده دراین طرح گفت: ساختارهای کربنی دوبعدی به‌تنهایی قابلیت بالایی در جذب هیدروژن از خود نشان نمی‌دهند، ازاین‌رو در طرح حاضر ما به دنبال دست‌کاری ساختاری یک نانوساختار دوبعدی کربنی از خانواده گرافن، به نام گرافاین، با هدف افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی هیدروژن بوده‌ایم.

وی افزود: نتایج این کار می‌تواند در خودروهای هیبریدی و پیل‌های سوختی مورد استفاده قرار گیرد. البته این مطالعه بصورت شبیه‌سازی رایانه‌ای انجام‌شده و برای تأیید آن به انجام مراحل آزمایشگاهی نیاز است.

این محقق درخصوص نانوساختار کربنی موردمطالعه دراین پژوهش خاطرنشان کرد: همان‌طور که پیش‌تر نیز عنوان شد، ساختار موردمطالعه یکی از نانوساختارهای دوبعدی کربنی است که ضخامتی در حد ابعاد یک اتم دارد. سنتز این نانوساختار در دنیا برای اولین بار در سال ۲۰۱۷ توسط محققان انجام شد. ساختار لایه ای این نانوساختار موجب می‌شود تا بتوان مقادیر بسیار بالاتری از هیدروژن را نسبت به ساختارهای توده‌ای در آن ذخیره کرد.

دکتررئیسی وانانی تصریح کرد: با توجه به خصوصیات منحصربه‌فرد فلز پتاسیم از جمله انرژی جذب آن بر روی گرافاین، ما در این مطالعه به بررسی قابلیت آن در بهبود هرچه بیشتر ظرفیت جذب نانوساختار گرافاین پرداخته‌ایم.

وی در تبیین نتایج حاصل شده از این پژوهش گفت: در این کار ما توانستیم با استفاده از فلز پتاسیم تا ۹ مولکول هیدروژن را در یک سمت سلول واحد ساختار دوبعدی گرافاین بنشانیم و متوسط انرژی جذب برابر 0/212 الکترون‌ولت به دست آمد. در نهایت این ترکیب می‌تواند تا نزدیک به ۱۴درصد وزنی گاز بسیار سبک هیدروژن را در خود ذخیره کند که از قابلیت بالای این ساختار اصلاح‌شده حکایت دارد.

این پژوهش حاصل همکاری دکترعادل رئیسی وانانی عضو هیئت‌علمی دانشگاه کاشان و معصومه شمس دانشجوی مقطع کارشناسی‌ارشد این دانشگاه است. نتایج این پژوهش در مجله‌ International Journal of Hydrogen Energy با ضریب تأثیر 4/229 ( جلد ۴۴، شماره ۱۰، سال ۲۰۱۹، صفحات ۴۹۰۷ تا ۴۹۱۸) به چاپ رسیده است.

ل.س42/ل.م54


( ۱ )