منابع آبی تلوث‌شده به واسطه سوخت منتقل می‌شود

محققان از انستیتو ورسستر پلی تکنیک (WPI) ماده ای ابداع کرده اند که قادر به حذف اوره از منابع آبی است و می تواند آن را به گاز هیدروژن تبدیل کند. اوره یک کود زراعت غنی از نیتروژن است که مشکلات زیست محیطی را به وجود می آورد. تخلیه منابع آبی فاضلاب و آبیاری زراعت موجب آلاینده‌ها منابع آبی و تشکیل جلبک های خطرناک می شود. اما اوره همچنین دارای ویژگی هایی است که آن را به گزینه ای برای ذخیره ساخت و ساز هیدروژن تبدیل می کند. محققان با ایجاد الکتروکاتالیست هایی ساخته شده از اتم های نیکل و کبالت و با ایجاد ساختار الکترونیکی خاص، مشکلات مربوط به استفاده از اوره برای ساخت و ساز هیدروژن را حل کرده اند. در نتیجه، این دستاورد باعث بهبود روش های ساخت و ساز اوره و سوخت هیدروژن می شود.

به گزارش دیجیاتور به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان انستیتو ورسستر پلی تکنیک(WPI) ماده ای ابداع کرده اند که اوره را از منابع آبی حذف می کند و پتانسیل تبدیل آن به گاز هیدروژن را دارد به این ترتیب می توان نه تنها منابع آبی آلوده را پاکسازی بلکه هیدروژن نیز ساخت و ساز کرد.

اوره یک کود زراعت غنی از نیتروژن است و البته یکی از محصولات فرعی متابولیسم بدن انسان نیز به شمار می رود که وجود آن در منابع آبی چالش های محیط زیستی را ایجاد می کند. تخلیه منابع آبی فاضلاب و روان منابع آبی های مربوط به آبیاری زراعت مملو از اوره هستند که منجر به جلبک های خطرناک و ایجاد مناطق مرده بدون اکسیژن می شود. به عبارت دیگر این ماده تاثیری منفی روی محیط های آبی و سلامت انسان دارد.

با این وجود اوره ویژگی خاصی دارد که شامل حلالیت زیاد در منابع آبی و هیدروژن انبوه است. به همین دلیل یک گزینه احتمالی برای ذخیره ساخت و ساز هیدروژن به حساب می آید.

نقاط ضعف مربوط به استفاده از اوره برای ساخت و ساز هیدروژن شامل نبود الکتروکاتالیست های کارآمد و ارزانی است که به جای منابع آبی، اوره را اکسیده می کند. محققان WPI با ایجاد الکتروکاتالیست های ساخته شده از اتم های نیکل و کبالت و ساختار الکترونیک خاص این چالش را برطرف کردند.

محققان در پژوهش خود روی اکسیدها و هیدروکسیدهای همگن نیکل و کبالت تمرکز کردند و متوجه شدند ایجاد ساختارهای الکترونیک با Ni2+وCo3+ برای ارتقای فعالیت الکتروشیمیایی و گزینش اکسیداسیون اوره کارآمد است.

این تنظیمات الکترونیکی، عاملی محوری برای بهبود انتخاب اکسیداسیون اوره است، زیرا محققان طی پژوهش مشاهده کردند که ظرفیت نیکل بالاتر، مانند Ni3+، در واقع به ساخت و ساز یک واکنش سریع با خروجی جریان الکتریکی قوی کمک می کند. با این وجود قسمت مهمی از جریان برق از اکسیداسیون ناخواسته منابع آبی به وجود آمده بود.

شبیه سازی های رایانشی نیز از یافته های آزمایشگاهی پشتیبانی کردند. همین امر نشان می دهد ترکیب همگن اکسیدهاو هیدروکسیدهای نیکل و کبالبت، توزیع دوباره الکترون ها را تسهیل می کند و کاتالیست ها برای برقراری پیوند بین اوره و مولکول های منابع آبی را بهبود می بخشد.

کاربردهای این دستاورد بسیار وسیع است. اوره یک کود نیتروژنی و افزودنی مهم است که به طور تجاری ساخت و ساز می شود. یافته های محققان شیوه ساخت و ساز این ماده و همچنین ساخت و ساز کارآمد سوخت هیدروژن از جریان های دورریز را دگرگون می کند.

محققان موفق شده‌اند ماده‌ای را ابداع کنند که اوره را از منابع آبی حذف می‌کند

ساخت و ساز هیدروژن از اوره امکان‌پذیر است

تخلیه منابع آبی فاضلاب و آبیاری زراعت به وجود آورنده مشکلات زیست‌محیطی است

اوره خاصیت‌های حلالیت زیادی در منابع آبی و هیدروژن دارد

نیکل و کبالت برای ساخت و ساز هیدروژن از اوره مورد استفاده قرار گرفتند

ظرفیت نیکل برای ساخت و ساز سریع هیدروژن مفید است

ترکیب همگن اکسیدها و هیدروکسیدهای نیکل و کبالت به تسهیل ساخت و ساز هیدروژن کمک می‌کند

اوره تجاری به عنوان یک کود نیتروژنی ساخت و ساز می‌شود

یافته‌های محققان برای ساخت و ساز کارآمد سوخت هیدروژن از جریان‌های دورریز اوره مفید است.