الرّحیل...

من ممکن است نتوانم تاریکی را از میان ببرم ولی با روشنایی شمعی کوچک فرق بین ظلمت و نور و حق و باطل را نشان می دهم و کسی که به دنبال نور است این نور هر چقدر که کوچک باشد در قلب او بزرگ خواهد بود. استاد شهیدم، دکتر مصطفی چمران

به کار گیری نانو مواد پیزوالکتریک در تولید هیدروژن از آب

محققان در دانشگاه ویسکونسین- مادیسون شرح داده‌اند که چگونه می‌توان با کمک نانومواد پیزوالکتریک، انرژی‌های نوسانی کوچک اتلافی تولیدشده در محیط از نویز‌ها، توان باد، حرکت آب یا موج آب، را جمع‌آوری کرد و از آنها به‌عنوان نیروی محرکه برای تجزیه مستقیم آب و تولید هیدروژن استفاده کرد. هیوفانگ ‌زو، یکی از این محققان گفت: ما یک مکانیزم پیزو‌الکتروشیمیایی جدید برای تبدیل مستقیم انرژی مکانیکی به انرژی شیمیایی و استفاده از آن برای تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن، توسعه داده‌ایم. ما توضیح داده‌ایم که چگونه می‌توان نانوبلورهایی از دو نوع بلور معمولی، اکسید روی و تیتانات باریوم، رشد داد و آنها را در آب قرار داد. موقعی که با نوسان‌های مافوق صوت به آب ضربه وارد شود، این نانوالیاف خم‌شده و یک واکنش شیمیایی را برای تجزیه مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن، کاتالیز می‌کنند. او اضافه می‌کند: این پدیده که به اثر پیزوالکتریک معروف است، در بلورهای معینی برای یک قرن است که شناخته شده است و نیروی محرکه‌ای برای ساعت‌های کوارتز و دیگر کاربردها می‌باشد.  در حالی که این مواد در حالت توده‌ای شکننده هستند، در مقیاس نانو انعطاف‌پذیر هستند.  زو و همکارانش، اثر پیزو الکتروشیمیایی نانوالیاف خود را با قرار دادن آنها در آب و اعمال نوسان‌های مافوق صوت به آنها، شرح دادند. این نانوالیاف تحت این نوسانات، واکنش تجزیه آب را کاتالیز می‌کنند. زو توضیح می‌دهد: فیزیک و شیمی تولید گازهای هیدروژن و اکسیژن از آب خالص از ترکیب خواص پیزو‌الکتریک این نانوالیاف و واکنش اکسایش- احیای ( Redox آب ناشی می‌شود. خاصیت پیزوالکتریکی هرکدام از مواد از تقارن وارونه‌سازی در ساختارهای بلوری‌شان نشأت می‌گیرد. هر تغییر شکل یا عامل کششی روی این مواد سبب یک مومنت دوقطبی غیرصفر در شبکه بلورشان می‌شود. بنابراین، یک پتانسیل الکتریکی القاء‌شده بوسیله کشش (یا تغییر شکل) روی سطح این مواد ایجاد می‌شود. پتانسیل الکتریکی که در نتیجه نوسانات مافوق‌صوت روی سطح این نانوالیاف تولید می‌شود، در شرایط مرطوب بواسطه انتقال بار الکتریکی به مولکول‌های آب جذب‌شده روی سطح، می‌تواند واکنش اکسایش و احیاء مولکول‌های آب را کاتالیز کند. اگرچه زو اشاره می‌کند که این پتانسیل الکتریکی برای اینکه بتواند در چنین شرایطی الکترون های قابل دسترسی برای شروع واکنش اکسایش- احیاء تولید کند، باید بزرگ‌تر از پتانسیل استاندارد اکسایش- احیاء آب( 1/23 ev) باشد. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Journal of Physical Chemistry Letters منتشر 

شده است.

 

منبع:www.nano.ir

  
نویسنده : مهرناز ; ساعت ۱۱:٤۳ ‎ب.ظ روز جمعه ۳۱ اردیبهشت ۱۳۸٩