تولید هیدروژن و اکسیژن در نانوباغچه‌هایی از جنس فسفید کبالت

ایرنا/ محققان دانشگاه آمستردام در هلند با همکاری محققان دانشگاه ووهان چین، نانوساختارهایی از فسفید کبالت ساختند که یک کاتالیزور بسیار کارآمد برای الکترولیز آب و تولید هیدروژن و اکسیژن محسوب می‌شود.
معمولا برای آماده‌سازی نانوساختارها به ویژه در صنایع نیمه‌رسانا از تکنیک‌هایی مانند لیتوگرافی استفاده می‌شود. اما این تکنیک‌ها برای کاربردهای خاص، زمان‌گیر و پرهزینه است. به همین علت از یک شیوه جایگزین مانند ساختارهای خودسامان یا چیدمان قطعات ساختار در مقیاس نانو برای ساخت از پایین به بالای نانوساختارها استفاده می‌شود.
اکنون محققان یک تکنیک ساده لایه‌نشانی الکتریکی (electro-deposition) هیدروکسید کبالت را جایگزین روش‌های قبلی کرده‌اند و با استفاده از این تکنیک، نانوساختارهایی شبیه به اجزای مختلف یک باغ شامل خاک، گیاهان، گل‌ها و برگ‌ها را تولید کردند.
این نانوباغچه‌ها از فیبرهای کربنبا ضخامت حدود ۱۰ میکرومتر و ماده‌ای که به عنوان الکترود درون سلول‌های سوختی کاربرد دارد، تشکیل شده‌اند. فیبرهای کربن با یک لایه ضخیم از هیدروکسید کبالت که عملکردی شبیه به خاک باغچه دارد، پوشانده می‌شوند. این ماده موجب افزایش پایداری نانوساختار می‌شود. سپس محققان با جمع کردن یون‌ها در بخش‌های مختلف فیبرهای کربنی، ساختارهایی شبیه به گیاه به طول ۱.۵ میکرومتر و ضخامت حدود ۱۰۰ نانومتر ایجاد کردند که درون خاک نانوباغچه ریشه دوانیده‌اند.
محققان قادرند این نانوباغچه‌ها را به‌گونه‌ای بسازند که با استفاده از یک فرایند ساده فسفید شدن، مانند یک کاتالیزور فعال عمل کنند. محصول جانبی این فرایند، شکل‌گیری نانوساختارهایی از جنس فسفید کبالت است که موجب بهینه‌سازی فرایند تولید اکسیژن و هیدروژن در جریان الکترولیز آب می‌شود.

گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Journal of Materials Chemistry A منتشر شده است.