کاتالیزور نانویی برای بهتر سوختن گاز طبیعی و کاهش آلودگی هوا فراوری شد - مجله کالارنا

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران؛ رضا شهبازیان، استاد مهندسی مکانیک و صنایع در دانشگاه ایلینوی شیکاگو نشان داد که با استفاده از نوعی کاتالیزور نانویی می توان سوختن گاز طبیعی را تمیزتر انجام داد.

شهبازیان و همکارانش اقدام به فراوری کاتالیزوری کردند که در آن از 10 عنصر مختلف استفاده شده است که هر کدام به تنهایی توانایی کاهش دمای احتراق متان و اکسیژن را دارند. این کاتالیزور بی نظیر می تواند دمای احتراق متان را تقریباً به نصف کاهش دهد به طوری که از بالای 1400 درجه کلوین به 600 تا 700 درجه کلوین برسد.

در تحقیقاتی که پیش از این اجرا شده بود، شهبازیان و همکارانش توانایی ایجاد کاتالیزور های نانوذره ای چند عنصری را که به عنوان آلیاژ های آنتروپی بالا شناخته می شوند، با استفاده از روش موج ضربه ای به اثبات رسانده بودند. تا پیش از این، دانشمندان حوزه علم مواد به دلیل تمایل اتم های هر عنصر برای جدا شدن از یکدیگر و بدون مصرف شدن محصول نهایی، کوشش جدی برای ایجاد نانوذرات از ترکیب بیش از سه عنصر انجام نداده بودند.

تیم شهبازیان با بهره گیری از سیستم میکروسکوپ الکترونی در زمان واقعی و با دمای بالا، نشان داد که نانوذرات آنتروپی بالا که از 10 اکسید فلز تشکیل شده اند در دمای 1073 درجه کلوین بسیار پایدار هستند و عناصر منفرد به طور مساوی در این ساختار توزیع می شوند و هر نانوذره یک ساختار بلوری پایدار حالت جامد منفرد ایجاد می نماید.

آلیاژ اکسید فلز آن ها حاوی مخلوط های مختلفی از فلزات انتقالی، که عناصر خاک های نادر بوده و فلزات نجیب به همراه اکسیژن است.

ژنان هوانگ از محققان این پروژه و دانشجوی دکتر شهبازیان می گوید: ایجاد مخلوط کاملی از این عناصر در یک فاز جامد تقریبا غیرممکن است که این موضوع به دلیل تفاوت در شعاع اتمی، ساختار بلوری، پتانسیل اکسیداسیون و خصوصیات الکترونیکی عناصر است. اما ما توانستیم نشان دهیم که این امکان پذیر است.

شهبازیان، نویسنده مقاله این پروژه، گفت: در میان آلیاژ های متعددی که با چندین عنصر ساختیم، ذرات ساخته شده از 10 عنصر نه تنها در کاهش نقطه احتراق گاز متان بسیار موثر بودند بلکه در آن دما نیز پایدار نیز بودند.

محققان بر این باورند که می توان از این کاتالیزور برای کاهش فراوری گاز های گلخانه ای مضر حاصل از سوزاندن گاز طبیعی در خانه ها، تأمین انرژی توربین ها و حتی اتومبیل هایی که با گاز طبیعی فشرده کار می نمایند، استفاده کرد.