غشای فوق‌نازک؛ انقلابی در پیل‌های سوختی هیدروژنی

مهندسان غشای فوق‌نازکی ساخته‌اند که به پیل‌های سوختی اجازه می‌دهد بدون نیاز به آب، در دما‌های بالا کار کنند. این فناوری می‌تواند تحولی در حمل‌ونقل پاک و صنایع سنگین ایجاد کند.

کد خبر: ۱۳۷۳۷۳۲

تاریخ: ۱۱ خرداد ۱۴۰۵ - ۲۳:۴۹

به گزارش تابناک؛ وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

مهندسان دانشگاه موناش استرالیا یک غشای فوق‌نازک جدید توسعه داده‌اند که می‌تواند تحولی بزرگ در صنعت پیل‌های سوختی هیدروژنی ایجاد کند. پیل‌های سوختی انرژی شیمیایی را مستقیماً به برق تبدیل می‌کنند و محصولات جانبی آنها فقط آب و گرماست. این فناوری در حال حاضر در خودرو‌های هیدروژنی، بیمارستان‌ها و حتی فضاپیما‌ها استفاده می‌شود.

اما مشکل اصلی این است که بیشتر پیل‌های سوختی فعلی برای کارکردن به آب نیاز دارند. این موضوع عملکرد آنها را در دما‌های بالا محدود می‌کند، در حالی که در دما‌های بالا بازدهی افزایش می‌یابد.

غشایی که بدون آب کار می‌کند

این فناوری جدید، که جزئیات آن در مجله سایِنس اَدوَنسِز/ Science Advances منتشر شده است، از صفحاتی به ضخامت یک اتم (بیش از صد هزار بار نازک‌تر از یک تار مو) ساخته شده است. این صفحات از جنس گرافن و نیترید بور هستند. غشای جدید می‌تواند در دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد کار کند و برق بسیار بالایی تولید کند.

نکته مهم این است که این غشا بدون نیاز به آب کار می‌کند. همچنین هنگامی که از متانول (نوعی الکل) به‌عنوان سوخت استفاده شد، عملکرد خوبی داشت و نشان داد که در شرایط دشوار و دمای بالا نیز پایدار است.

پروفسور هوآنتینگ وانگ (Huanting Wang)، از دانشگاه موناش، می‌گوید: ما غشایی ساخته‌ایم که بدون وابستگی به آب، ذرات باردار (پروتون) را به‌سرعت منتقل می‌کند. این فناوری به پیل‌های سوختی اجازه می‌دهد در دما‌های بسیار بالاتر از قبل کار کنند و می‌تواند خودرو‌های هیدروژنی را ارزان‌تر و پربازده‌تر و برای استفاده روزمره مناسب‌تر کند.

کاربرد‌های فراتر از پیل‌های سوختی

کای‌چیانگ هه (Kaiqiang He)، نویسنده اول این مطالعه، می‌گوید: نوآوری اصلی ما در این است که چندین روش انتقال ذرات باردار را در یک غشا ترکیب کرده‌ایم. این کار باعث می‌شود غشا هم رسانایی بالایی داشته باشد و هم در شرایط خشک و گرم پایدار بماند.

این فناوری فقط به پیل‌های سوختی محدود نمی‌شود. می‌توان از آن در تولید هیدروژن از آب، تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت و تولید آمونیاک نیز استفاده کرد. به طور کلی، این روش می‌تواند به ساخت نسل بعدی مواد رسانا برای فناوری‌های پاک کمک کند.