ما علاقة السبانخ ببطاريات الهيدروجين ؟
توصل باحثون في قسم الكيمياء في الجامعة الأمريكية بواشنطن لاستخدام السبانخ كمحفز
توصل باحثون في قسم الكيمياء في الجامعة الأمريكية بواشنطن لطريقة تمكن من استخدام السبانخ كمحفز قوي لتفاعل الأكسجين في بطاريات الهيدروجين لإنتاج الكهرباء وذالك بعد تحويله من شكله الورقي الصالح للأكل إلى صفائح النانو الكربونية وذلك لتزويد خلايا الوقود بالطاقة بكفاءة أكبر من محفزات البلاتين التقليدية.
تستخدم خلايا الوقود المحفزات القائمة على البلاتين ، ولكن البلاتين ليس فقط باهظ الثمن ويصعب الحصول عليه ، بل يمكن أن يكون عرضة للتسمم الكيميائي (زيادة نسبة الشوائب) في ظروف تشغيلية معينة. وبالتالي تزايدت الأبحاث لإيجاد محفزات مصنوعة من الكتلة الحيوية والقائمة على الكربون لتحل محل البلاتين الذي يعد عنصر نادر وثمين. ولكن هناك تحديات في تحضير هذه المواد بطريقة عالية الكفاءة وغير مكلفة وتضمن الحصول على محفز خالي من الشوائب. اكتشف الباحثون أن السبانخ عنصر مناسب لتطوير المحفزات العضوية وذلك بسبب محتواه العالي من الحديد والنيتروجين. حيث أنه يحتاج إضافة القليل من النيتروجين في بداية مرحلة التصنيع فقط لتعويض كمية النيتروجين الذي تم فقدها أثناء عملية التحضير.
Xiaojun Liu, 2020, American Chemical Society ©
مراحل تحويل السبانخ إلى مادة محفزة في خلايا الوقود
إن السبانخ يمعتتع بعدة أمور أولها أنه مخزون جيد من الحديد والنيتروجين الذي تعد من أهم العناصر في المحفزات العضوية وكذلك يمكن زراعته بكل سهولة مما يجعله بلا شك أرخص من البلاتين.
إن طريقة تحضير المحفز العضوي من السبانخ تشبه طريقة تحضير وصفة عصير:
في البداية يتم غسل الأوراق الطازجة وطحنها للحصول على عصير ، ومن ثم يتم التجفيف بالتجميد. وبعد ذلك يتم طحن هذا العصير المجفف إلى مسحوق بحيث يضاف إليه الميلامين كمحفز للنيتروجين وقليل من الأملاح مثل كلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم و التي تشبه إلى حد كبير ملح الطعام. تكمن الفائدة في إضافة الأملاح هو في إنشاء مسامات تزيد من مساحة السطح المتاحة للتفاعلات. وأخيرا يتم إنتاج صفائح النانو المحتوية على ( السبانخ – الميلامين – الملح) وذلك باستخدام التحليل الحراري عند 900 درجة مئوية عدة مرات.
وبالرغم من أن هذا النوع من المحفزات يتمتع بتفاعل أسرع وأكثر كفاءة إلا أنه يبقى التحدي فقط في الحصول على هذا المحفز العضوي بتقليل الإعتماد على استخدام درجات حرارة عالية أثناء التحضير. فياترى هل سيتمكن الباحثون من هذا ؟ أو أن لديك حل مقترح لتطوير هذه التقنية؟
رابط البحث العلمي
