المحفزات ذات الأسعار المعقولة تعطي دفعة للمركبات الخضراء
المحفزات ذات الأسعار المعقولة تعطي دفعة للمركبات الخضراء
فيديو: المحفزات ذات الأسعار المعقولة تعطي دفعة للمركبات الخضراء
فيديو: الطرق المختصرة للنجاح - حتة حكمة 2023, شهر فبراير
Anonim

يمكن أن يساعد تقليل البلاتين في محفزات خلايا الوقود في جلب المركبات التي تعمل بالهيدروجين إلى السوق الشامل.

المحفزات ذات الأسعار المعقولة تعطي دفعة للمركبات الخضراء
المحفزات ذات الأسعار المعقولة تعطي دفعة للمركبات الخضراء

السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات والتي لا تصدر ثاني أكسيد الكربون أثناء قيادتها على وشك أن تصبح سائدة. اليوم هم يشكلون أقل من 1 في المائة من جميع عربات السكك الحديدية على الطريق عالميًا ، لكن الابتكارات المتعددة في ميزات مثل تكلفة البطارية وعمرها جعل الأسعار تنافسية للغاية لدرجة أن تسلا لديها أكثر من 400000 طلب مقدمًا لمشتركيها في خلايا الوقود: المحفز. تحتوي العديد من المحفزات التجارية لخلايا الوقود على البلاتين المعدني الثمين ، والذي بصرف النظر عن كونه مكلفًا ، نادر جدًا بحيث لا يدعم الاستخدام في كل مكان في المركبات.

يتابع المحققون عدة خطوط هجوم لتقليص محتوى البلاتين: استخدامه بكفاءة أكبر ، واستبدال بعضه أو كله بالبلاديوم (الذي يؤدي بشكل مشابه وهو أقل تكلفة إلى حد ما) ، واستبدال أي من تلك المعادن الثمينة بمعادن غير مكلفة ، مثل النيكل أو النحاس والمعادن السابقة كليا. تميل المحفزات التجارية إلى أن تتكون من طبقات رقيقة من جزيئات البلاتين النانوية المترسبة على غشاء كربوني ؛ يقوم الباحثون أيضًا باختبار ركائز بديلة.

ستانيسلاوس إس وونغ من جامعة ستوني بروك ، الذي يعمل بشكل وثيق مع رادوسلاف آر. أدزيتش من مختبر بروكهافن الوطني ، هو من بين أولئك الذين يقودون العملية. على سبيل المثال ، قام هو وزملاؤه بدمج كميات صغيرة نسبيًا من البلاتين أو البلاديوم مع معادن أرخص مثل الحديد أو النيكل أو النحاس ، منتجين العديد من أنواع السبائك التي تكون أكثر نشاطًا من المحفزات التجارية. صنعت مجموعة وونغ المعادن في أسلاك نانوية أحادية البعد رفيعة للغاية (يبلغ قطرها نانومتران تقريبًا). تتميز هذه الأسلاك النانوية بمساحة سطح عالية إلى نسبة الحجم ، مما يعزز عدد المواقع النشطة للتفاعلات التحفيزية.

بطبيعة الحال ، ستكون المحفزات الخالية من البلاتين مثالية. العمل عليها أحدث ولكنه صاخب أيضًا. في أواخر عام 2016 ، على سبيل المثال ، أفاد سانغ هون جو من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية أن محفز الأنابيب النانوية الكربونية المشبعة بالحديد والنيتروجين له نشاط مماثل للمحفزات التجارية. أيضًا ، اخترع ليمينغ داي من جامعة كيس ويسترن ريزيرف وزملاؤه محفزًا لا يستخدم أي معدن على الإطلاق. وهي عبارة عن رغوة كربونية مخدرة بالنيتروجين والفوسفور وتكون فعالة مثل المحفزات القياسية.

ويشير وونغ إلى أن ابتكار وتحضير مادة ذات نشاط تحفيزي ممتاز هو مجرد جزء من التحدي. يعمل الباحثون أيضًا على توسيع نطاق أساليب الإنتاج المختبرية الحالية لضمان الاتساق في نشاط ومتانة أفضل المرشحين. في جميع مراحل جهودهم ، يحصل التجريبيون على المساعدة من المنظرين الذين يطبقون نماذج حاسوبية متطورة لمعرفة كيف تؤثر جميع أنواع المتغيرات على الأداء - من التركيبات الكيميائية وأحجام وأشكال الجسيمات النانوية المعدنية إلى الهياكل التفصيلية للهياكل الداعمة. يقول وونغ ، إن مثل هذه التعاونات يجب أن تتيح يومًا ما تصميم محفزات فائقة بشكل منطقي لمركبات خلايا الوقود بأسعار معقولة.

بطبيعة الحال ، فإن هدف نظام النقل المستدام لا يتطلب فقط عدم وجود انبعاثات كربونية أثناء القيادة ولكن أيضًا أثناء إنتاج وتوزيع الوقود ، سواء كان ذلك من الكهرباء أو الهيدروجين. هذا التحدي الأكبر لا يزال قائما.

شعبية حسب الموضوع