تبديل آلاينده‌ها به محصولات مفيد

به گزارش شفاف و به نقل از TNدر ميان آلاينده هاي اصلي ، تجمع نيتروژن اكسيد (NOx) مي تواند باعث بيماري تنفسي شديد و عدم تعادل در چرخه نيتروژن در خاك شود. بنابراين ، كاهش تجمع نيتروژن اكسيد از اهميت زيادي برخوردار است.

اخيراً ، تبديل اكسيد نيتروژن به محصولات نيتروژن بي ضرر يا حتي مفيد به عنوان يك استراتژي اميدوار كننده ظاهر شده است. دانشمندان اخيراً علاقه زيادي به كاهش اكسيد نيتريك به هيدروكسيل آمين (NH2OH) نشان داده اند ، كه مي تواند به عنوان يك منبع انرژي تجديد پذير استفاده شود.

مرحله “ساخت يا شكست” كه تشكيل هيدروكسيل آمين را تعيين مي كند ، شامل كاهش كاتاليزوري الكتروشيميايي اكسيد نيتريك (NO) است كه بسته به pH الكتروليت و پتانسيل الكترود مي تواند هيدروكسيل آمين يا اكسيد نيتريك (N2O) توليد كند. مطالعات نشان مي دهد كه تشكيل هيدروكسيل آمين ها براي غلبه بر تشكيل اكسيد نيتروژن به الكتروليت هاي بسيار اسيدي با pH زير صفر نياز دارد. با اين حال ، چنين محيط اسيدي به سرعت كاتاليزور را تخريب كرده و واكنش را محدود مي كند.

پروفسور چانگ هيوك چوي از موسسه علوم و فناوري گوانگژو (GIST) در كره گفت: “توسعه يك كاتاليزور جديد با فعاليت ، انتخاب و ثبات بالا چالش بعدي است.”

در يك مطالعه اخير ، پروفسور چوي و همكارانش از كره و فرانسه ميزان كاهش اكسيد نيتريك در حضور يك كاتاليزور كربن-آهن-ازت (Fe-NC) جديد ساخته شده از قطعات مولكول هاي FeNxCy متصل به يك لايه كربن را بررسي كردند. اين كاتاليزور به دليل انتخاب بودن براي مسير هيدروكسيل آمين و همچنين مقاومت در برابر شرايط بسيار اسيدي انتخاب شده است.

محققان براي تعيين محل كاتاليزوري و وابستگي pH آن به توليد هيدروكسيل آمين ، طيف سنجي اپراندو و آناليز الكتروشيميايي كاتاليزور را انجام دادند.

آنها سايت فعال كاتاليزور را به عنوان مولكولهاي آهن متصل به يك بستر كربن كه در آن سرعت تشكيل هيدروكسيل آمين با كاهش pH افزايش مي يابد ، شناسايي كردند. سرانجام ، آنها به توليد كارآمد (71٪) هيدروكسيل آمين در نمونه اوليه سلول سوختي NO-H2 دست يافتند و كاربرد عملي كاتاليزور را ايجاد كردند. علاوه بر اين ، آنها دريافتند كه كاتاليزور داراي پايداري طولاني مدت است و حتي پس از بيش از 50 ساعت كار هيچ علائمي از غيرفعال شدن نشان نمي دهد.

اين روش نه تنها باعث كاهش آلاينده هاي مضر هوا مي شود ، بلكه محصولات جانبي مفيدي نيز فراهم مي كند. علاوه بر كاربردهاي هيدروكسيل آمين در صنعت نايلون ، مي توان از آن به عنوان حامل هيدروژن جايگزين نيز استفاده كرد. بنابراين كاتاليزور جديد نه تنها به كاهش ميزان آلاينده هاي اكسيد نيتروژن در جو كمك مي كند ، بلكه ما را به آينده با انرژي تجديد پذير نزديك مي كند.