موفقیت محققان کشور در سنتز جایگزینی برای فلز گران‌قیمت پلاتین

محققان حوزه کاتالیست دانشگاه تهران موفق شدند در مقیاس فرا آزمایشگاهی الکتروکاتالیست جدیدی را با عملکرد مطلوب، بازدهی بالا و با کاربردهایی در صنایع دارویی، انرژی‌های تجدیدپذیر و حتی تصفیه آب به‌عنوان جایگزین مناسب فلز گران‌قیمت پلاتین سنتز کنند.

کد خبر: ۱۲۶۳۰۸۰

تاریخ: ۱۷ آبان ۱۴۰۰ - ۱۸:۰۸

به گزارش خبرگزاری دانا، دکتر مهدی مهرپویا، دانشیار دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه تهران در گفت‌وگو با ایسنا اظهار کرد: در این طرح، کامپوزیت هیدروکسید دولایه کبالت نیکل منگنز، در مقیاس فرا آزمایشگاهی سنتر و عملکرد آن در شرایط عملیاتی مختلف بررسی شده است.

وی ادامه داد: یکی از کاربردهای این الکتروکاتالیست در واکنش احیای اکسیژن در قسمت کاتد پیل‌های سوختی و باتری‌ها است. این الکتروکاتالیست جدید می‌تواند با عملکرد مطلوب و بازدهی بالا، جایگزین مناسبی برای فلز گران‌قیمت پلاتین شود. از این‌رو می‌تواند به کاهش هزینه تکنولوژی پیل‌های سوختی و ابرخازن‌ها کمک شایانی کند.

این دانشیار دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه تهران افزود: براساس آزمون‌های فیزیکی، کاتالیست ساخته شده در ابعاد نانو قرار دارد و ساختار شکل گرفته به‌درستی انجام شده و مطابق پیش‌بینی پژوهشگران این طرح بوده است. هم‌چنین آزمون‌های الکتروشیمی نشان ‌می‌دهد که با استفاده از این کاتالیست نانوساختار سه‌بعدی در بخش کاتد، بازدهی پیل سوختی به‌طور چشم‌گیری افزایش پیدا کرده و رسانایی، پایداری و دوام فیزیکی و شیمیایی مطلوبی دارد. همچنین براساس این آزمون‌ها، الکتروکاتالیست ساخته شده از خاصیت انتخاب‌پذیری برخوردار است.

دکتر مهرپویا یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن را در صنایع دارویی کشور دانست و خاطرنشان کرد:  در آغاز، بسیاری از تحقیقات در خصوص نقش  LDH  (لایه هیدروکسیدهای مضاعف) در دارورسانی و گیرندگی دارو تمرکز داشتند نه ژن‌ها. هیبریدهای LDH با مولکول‌های متفاوت زیستی مانند آمینواسیدها، پپتیدها، نوکلئوتیدها، پورفیرین‌ها، بیوکاتالیزورها، ATP ، داروهای ضدالتهاب و داروهای ضد سرطان در مقالات مختلف مورد بحث قرار گرفته‌اند.

وی افزود: چون تکنولوژی ساخت انواع نانوذرات LDH در اختیار محققان ایرانی است، نیازی به وارد کردن این نانوذرات نیست و می‌توان از خروج ارز از کشور جلوگیری کرد.

این دانشیار دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه تهران تصریح کرد: نانو ذرات LDH ترکیبات نویدبخشی  برای دارو و ژن‌رسانی هستند. این ترکیبات در محیط مصنوعی به خوبی عمل کرده‌اند. اما برای کاربردهای آتی، مطالعات دقیق از آلوده‌سازی سلول در محیط طبیعی توزیع زیستی آن مورد نیاز است.

دکتر مهرپویا خاطرنشان کرد: این‌که این ذرات چگونه در جریان خون عمل می‌کنند و این‌که آیا آن‌ها قادرند سدهای خونی مغز را بگذرانند، هنوز به‌خوبی درک نشده است. به‌نظر می‌رسد که صنایع دارویی کشور پتانسیل لازم برای توسعه و تولید این نانوذرات در مقیاس بالا به‌منظور بهره‌گیری در صنایع دارویی را دارد.

وی افزود: همانطور که ذکر شد، به‌دلیل واکنش‌پذیری بالای فلزات استفاده شده و ساختار سه بعدی آن می‌توانند به‌عنوان الکتروکاتالیست در ابرخازن‌ها، پیل‌های سوختی و باتری‌ها مورد استفاده قرار گیرند و با قیمت تمام‌شده به مراتب کمتر از پلاتین، بازدهی سیستم را افزایش دهند.

این دانشیار دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه تهران یادآور شد: پیل‌های سوختی با انتشار بسیار کم گازهای گلخانه‌ای (نزدیک به صفر)، یک تکنولوژی دوست‌دار محیط زیست به‌منظور تولید توان الکتریکی هستند. همچنین باید ذکر کرد که روش ساخت الکتروکاتالیست نامبرده شده آسان است و نیازمند مجهز بودن به تجهیزات گران‌قیمت نیست.

دکتر مهرپویا گفت: هیدوروکسیدهای دو لایه‌ای که به‌عنوان ترکیبات هیدروتالسیت شناخته می‌شوند، جاذب‌های بالقوه‌ای هستند که برای تصفیه آب به‌دلیل ساختار لایه‌ای، سطح ناحیه بالا و مبادله‌ی یونی لایه‌ای مطرح شده‌اند.

وی خاطرنشان کرد: از جمله ویژگی‌های LDHs ، سطح ویژه بالا و ظرفیت تبادل آنیونی زیاد است که این ویژگی‌ها به LDH این امکان را می‌دهد که انواع آلاینده‌های آنیونی و مولکول‌های قطبی را از محلول‌های آبی جذب کند. از جمله مزایای استفاده از LDHs به‌عنوان جاذب فسفر می‌توان به ارزانی و آسانی تولید، امکان بازیابی فسفر جذب شده اشاره کرد.

این دانشیار دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه تهران از دیگر کاربردهای هیدروکسیدهای دولایه فلزی را  مواد آنتی‌میکروبیال، حسگرها، لوازم آرایشی، پذیرنده دارو، صنعت جذب، جذب آلاینده‌ها و تصفیه پساب برشمرد.