በነዳጅ ሴሎች እና ባትሪዎች ውስጥ ኦክስጅንን ለመቀነስ ካርቦናዊ ሜላሚን አረፋ

በኡልሳን ብሔራዊ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ተቋም (ኮሪያ) በጃፊል ቾ በሚመራ ቡድን የቀረበ ካርቦናይዝድ ሜላሚን ፎም፣ በነዳጅ ሴሎች እና ባትሪዎች ውስጥ ኦክስጅንን ለመቀነስ አዲስ በጣም ቀልጣፋ ኤሌክትሮካታሊስት ሲሆን ወጪዎቹን ለመቀነስ የሚቻል ነገር ግን በጣም ቀልጣፋ የብረት-አየር ባትሪዎችን እና የነዳጅ ሴሎችን ለማቅረብ የሚያስችል መፍትሄ ይሰጣል።

የኮሪያ እና የአሜሪካ ሳይንቲስቶች ቡድን አሁን በተመጣጣኝ ዋጋ ባለው ሜላሚን አረፋ እና በካርቦን ጥቁር ላይ ተመስርቶ ለኤሌክትሮዶች አዲስ ቁሳቁስ አስተዋውቋል። ከፍተኛ ቀዳዳ መኖሩ ፈጣን የጅምላ መጓጓዣን በእጅጉ ያመቻቻል እና ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው ካታሊቲክ አክቲቭ ማዕከላት ለነዳጅ ሴሎች እና ለብረት-አየር ባትሪዎች የካቶድስን የኦክስጅን ቅነሳ እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራሉ።

በነዳጅ ሴሎች እና በብረት-አየር ባትሪዎች ካቶዶች ላይ የሚከሰተው ምላሽ የኦክስጅን ኤሌክትሮኬሚካል ቅነሳ ነው፣ ማለትም የኦክስጅን ቅነሳ ምላሽ (ORR)። ይህ ምላሽ በዝግታ ፍጥነቱ ምክንያት በእጅጉ የተገደበ ሲሆን የሴሎቹ ውጤታማነት ከሚችለው ያነሰ ነው።

ካታሊቲክ ካቶድ ኦክስጅን ከውሃ ጋር ምላሽ እንዲሰጥ ማረጋገጥ አለበት፣ ኤሌክትሮኖችን በመውሰድ በአልካላይን መፍትሄ ውስጥ OH- ions እንዲፈጠሩ ያደርጋል። ችግሩ ጠጣር፣ ፈሳሽ እና ጋዝ አነቃቂዎችን በሚያካትት ውስብስብ ስርዓት ውስጥ የትራንስፖርት ሂደቶች ብዙውን ጊዜ በጣም ቀርፋፋ ናቸው እና ሂደቱን ይከለክላሉ፣ በተለይም ከፍተኛ የጅረት እፍጋት ሲለቀቁ።
እንደ ፕላቲነም ያለ ካታሊቲክ አክቲቭ ብረት በጥሩ ሁኔታ የተበታተነበት ባለ ቀዳዳ ካርቦን ድጋፍ (ካርቦን ጥቁር) የተሰሩ ካቶዶች ይህንን የኪነቲክ እገዳ በብቃት ሊቀንሱ ይችላሉ። ሆኖም ግን፣ ውድ እና ብዙም ያልተረጋጉ በመሆናቸው በስፋት ጥቅም ላይ የማይውሉ ያደርጋቸዋል።

በጆርጂያ የቴክኖሎጂ ተቋም (ዩኤስኤ) በኡልሳን ብሔራዊ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ተቋም (ኮሪያ) እና በሜይሊን ሊዩ በጄፊል ቾ የሚመራ ቡድን የበለጠ ኢኮኖሚያዊ አማራጭ ለማዘጋጀት ያለመ ነበር።
አዲስ እጅግ በጣም ቀልጣፋ የሆነ ኤሌክትሮካታሊስት ለማመንጨት በቴትራፖድ መዋቅር (የግሪክ ቴትራ፡ አራት፣ ፖድስ፡ ጫማ) ተመስጦ ነበር። አራት “እግራቸው” ወደ ምናባዊ ቴትራሄድሮን ማዕዘኖች የሚያመሩ ቴትራፖዶች በባህር ዳርቻ እንዲሁም በግድቦች እና በመርከቦች አቅራቢያ የተገነቡ ሲሆን ይህም ከባህር ዳርቻው ጋር የሚጋጩትን ሞገዶች ኃይል ለመቀነስ ነው። እነዚህ መዋቅሮች በብዙ ትላልቅ ጉድጓዶቻቸው ውስጥ ለባህር ሕይወት ቅርጾች መሸሸጊያ ይሰጣሉ። የሜላሚን አረፋ በፒሮላይዝድ ሲደረግ እና በሞርታር እና በዘነዘና ሲፈጭ፣ እንደ ቴትራፖዶች ያሉ ጥቃቅን ቁርጥራጮችን ይፈጥራል።
ሳይንቲስቶች ሜላሚን አረፋን በብረት ክሎራይድ እና ናይትሮጅን-ዶፔድ ኬትጄንብላክ (የካርቦን ጥቁር እንክብሎችን የሚያስተናግድ) አክመዋል። ይህንን ምርት በካርቦን ቀይረው በሰልፈሪክ አሲድ አወጡት። የተገኙት ናኖቴትራፖዶች በካርቦን ጥቁር ናኖፓርቲክሎች የተሞሉ በጣም ከፍተኛ የሆነ የገጽታ ስፋት፣ በርካታ ካታሊቲክ አክቲቭ ማዕከላት (Fe/Fe) አሏቸው።3ሲ እና ሲኤን ቡድኖች) እና ፈጣን የጅምላ መጓጓዣን የሚፈቅዱ ብዙ ቀዳዳዎች። ከዚህ አዲስ ኤሌክትሮድ ቁሳቁስ የተሠሩ ካቶዶች በጣም ዘላቂ እና እጅግ በጣም ጥሩ አፈፃፀም አላቸው፣ ከብረት ላይ ከተመሰረቱ ካቶዶች ጋር በጣም በዝቅተኛ ዋጋ። እነዚህ ለአዲስ ትውልድ ርካሽ እና በጣም ቀልጣፋ የብረት-አየር ባትሪዎች እና የነዳጅ ሴሎች በጣም ተስፋ ሰጪ መነሻ ነጥብ ሊወክሉ ይችላሉ።

 

ሲኖይኪውኤክስ በቻይና ውስጥ ያሉ አንዳንድ ተቋማትና ዩኒቨርሲቲዎች በነዳጅ ሴሎችና ባትሪዎች ውስጥ ያለውን ኦክስጅን ለመቀነስ ሜላሚን አረፋን በካርቦን እንዲቀይሩ ድጋፍ እያደረገ ነው።

 

አንዳንዶቹ ከ http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html የተወሰዱ ናቸው።