پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر با توسعه الکترودهای نانوساختار اکسید منگنز، به فناوری کم‌هزینه‌ای برای حذف آمونیاک از پساب‌ها و تولید هم‌زمان هیدروژن دست یافت.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در یک همکاری علمی بین‌المللی، دکتر مرضیه جدا، پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با ساخت و توسعه الکترودهای نانوساختار اکسید منگنز بر پایه گرافیت (MnOx/Graphite)، به سامانه‌ای الکتروشیمیایی برای اکسیداسیون مستقیم محلول‌های رقیق آمونیاکی و تولید هم‌زمان گاز نیتروژن و هیدروژن دست یافته است. این الکترودها به دلیل ساختار مناسب، سطح فعال بالا و عملکرد الکتروشیمیایی مطلوب، علاوه بر کاربرد بالقوه در فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی، به‌ویژه ابرخازن‌ها و باتری‌ها، می‌توانند برای تصفیه پساب‌های آمونیاکی و حذف آلاینده آمونیاک همراه با تولید هیدروژن نیز مورد استفاده قرار گیرند.
این پژوهش با راهنمایی دکتر نرگس فلاح، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، و مشاوره پروفسور چین‌پائو هانگ از دانشگاه دلاور آمریکا انجام شده است.
از مهم‌ترین دستاوردهای این تحقیق، دستیابی به عملکرد الکتروشیمیایی در ولتاژ عملیاتی حدود ۰٫۶ ولت و کاهش قابل‌توجه انرژی مورد نیاز برای اکسیداسیون آمونیاک است. همچنین، در شرایط بهینه آزمایشگاهی، غلظت آمونیاک به کمتر از ۱ ppm کاهش یافته و امکان تبدیل آن به گاز نیتروژن همراه با تولید هیدروژن مورد بررسی و تأیید قرار گرفته است.
در این پژوهش، الکترودها با روش الکترودیپوزیشن (Electrodeposition) ساخته شدند و بیش از ۳۰۰ نمونه با ترکیب‌ها و شرایط مختلف ساخت و عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی ساختار و ویژگی‌های سطحی الکترودها از روش‌هایی مانند FE-SEM، EDS، AFM و XPS استفاده شد. همچنین، عملکرد الکتروشیمیایی آن‌ها با آزمون‌هایی مانند پلاریزاسیون تافل (Tafel Polarization)، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و آزمون‌های دوام و پایداری ارزیابی شد. این بررسی‌ها به شناسایی الکترودهای مناسب‌تر و انتخاب شرایط بهینه برای افزایش فعالیت و طول عمر آن‌ها کمک کرد.
از مهم‌ترین نوآوری‌های این تحقیق می‌توان به ساخت الکتروکاتالیست یکپارچه، بادوام و کم‌هزینه بدون نیاز به بایندر، تنظیم و مهندسی فازهای مختلف اکسید منگنز برای بهبود عملکرد و پایداری، افزایش ظرفیت الکتروشیمیایی زیرلایه گرافیتی تا ۱۵ برابر و استفاده از مدل‌های هوشمند برای پیش‌بینی و بهینه‌سازی عملکرد الکترودها اشاره کرد. همچنین، طراحی الکترودهای پیشرفته برای ذخیره‌سازی انرژی و بررسی سازوکار واکنش اکسیداسیون انتخابی آمونیاک با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، محاسبات DFT و یادگیری ماشین، از دیگر بخش‌های این پژوهش است.
این فناوری می‌تواند به توسعه روش‌های کم‌مصرف برای حذف آمونیاک، تولید هیدروژن و استفاده بهتر از محلول‌های آمونیاکی در سامانه‌های انرژی پاک کمک کند. همچنین، امکان استفاده از آن برای کاهش آلودگی ناشی از آمونیاک در پساب‌های صنعتی، به‌ویژه در صنایع پتروشیمی، پالایشگاهی و تولید کودهای شیمیایی، وجود دارد.
نتایج این پژوهش در قالب چهار مقاله علمی در حوزه‌های الکتروشیمی، ذخیره‌سازی انرژی و محیط زیست تدوین شده است. یکی از این مقالات در ژورنال معتبر Journal of Power Sources منتشر شده و سه مقاله دیگر نیز به‌ترتیب در مرحله داوری در ژورنال Advanced Energy Materials، پس از ارسال به ژورنال Renewable and Sustainable Energy Reviews و در مرحله نهایی‌سازی برای ارسال به ژورنال تراز اول Energy & Environmental Science قرار دارند. این مجموعه، نشان‌دهنده ابعاد علمی و بین‌رشته‌ای پژوهش و ظرفیت آن برای انتشار در مجلات معتبر بین‌المللی است.
گام بعدی این تحقیق، توسعه فناوری در مقیاس نیمه‌صنعتی، آزمایش آن با محلول‌ها و پساب‌های واقعی صنعتی، افزایش طول عمر الکترودها و طراحی راکتورهای بزرگ‌تر است.
کد مطلب 7007810 
زهرا سیفی
-
بهبود عملکرد و سبک‌سازی باتری‌های لیتیومی با تهیه الکترودهای نانو کامپوزیت
-
ورود ۳ دستگاه کتابخانه سیار به کهگیلویه و بویراحمد
-
شفیعی: کوروش زارعی نماد پیوند هنر متعهد با مسئولیت اجتماعی بود
-
واژگونی مینی‌بوس و نشت سوخت در جاده کلات
-
دشمن با جنگ رسانه‌ای دنبال تضعیف تاب‌آوری مردم است
-
تولید هم‌زمان هیدروژن سبز و حذف آمونیاک با الکتروکاتالیست نانوساختار
-
تورم فصلی گاوداری‌های صنعتی نصف شد
-
مهلت ثبت‌نام کارشناسی ارشد بدون آزمون دانشگاه آزاد تا ۲۴ آبان تمدید شد
-
رتبه برتر آموزش‌وپرورش در سیزدهمین دوره ارزیابی خدمات الکترونیکی
-
آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵
-
دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد
-
بختیاری زاده شرایط را تغییر داد؛ جوانگرایی خروجی مثبت خواهد داشت
-
هشدار هواشناسی؛ بارش برف و باران در تهران از امشب آغاز می‌شود
-
وزارت اطلاعات در آستانه یک تغییر مهم؛ ۴ گزینه برای وزارتخانه مطرح است
-
وزیر خزانه‌داری آمریکا از ترس ایران به پایگاه نظامی فرار کرد
-
۳ عامل اصلی افت قیمت طلا و سکه در بازار
-
گوهر اصالت و نجابت در دیار کارون؛ اسب عرب خوزستان پیشران گردشگری ورزشی
-
هگست به کمک جمهوری خواهان فعلا از استیضاح گریخت
-
وجود سیانور در بدن مارمولک؛ پاسخ یک سم شناس
-
شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد
-
دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها؛ تاثیر حقوق اساتید و مقاله
-
روزنامه‌های ورزشی چهارشنبه ۲۰ آبان ۱۴۰۵
-
روزنامه‌های اقتصادی چهارشنبه ۲۰ آبان ۱۴۰۵
-
روزنامه‌های صبح چهارشنبه ۲۰ آبان ۱۴۰۵
-
روزنامه‌های ورزشی سه‌شنبه ۱۹ آبان ۱۴۰۵
-
روزنامه‌های اقتصادی سه‌شنبه ۱۹ آبان ۱۴۰۵
- امداد خودرو
- لاین نوری
- خرید طلای آب شده
- شماتیک برد موبایل
- نظافت و آشپزی در منزل
- جواهری جواد
- خرید دوچرخه برقی
- قیمت ایمپلنت
- تشک مواج سلولی
- قیمت میلگرد سیادن ابهر
- تلفن گویا و سانترال ابری
- وکیل آنلاین
- تور کربلا هوایی
- گرمی، پلتفرم سرمایه‌گذاری فلزات گران‌بها
- ایمپلنت اصفهان
- خرید اپل ایدی
- کلینیک ترک اعتیاد تهران
- دوربین مداربسته
- جراح بینی تهران
- جراح بینی در تهران
- قیمت موکت
- تور کربلا
- استند تسلیت
- مرجع پاسخ معتبر پزشکان
- قطعات لباسشویی
- آموزشگاه تیزهوشان
- بلیط هواپیما
- نمایندگی بوش در تهران
- آموزشگاه زبان ملل
- قیمت و خرید سمعک نامرئی
- مهرینو
- تهران تایمز
- روزنامه آگاه