કામના પરિણામો નેનોમટિરિયલ્સ મેગેઝિનમાં પ્રકાશિત થાય છે. હાઇડ્રોજનના દહન દરમિયાન, ગ્રીનહાઉસ વાયુઓનું નિર્માણ કરવામાં આવતું નથી, અને તેના આધારે ઇંધણ કોશિકાઓ ખૂબ જ ઊંચી કાર્યક્ષમતા સાથે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, અને તેથી હાઇડ્રોજનને ખૂબ આશાસ્પદ ઇંધણ માનવામાં આવે છે.
તેનું આધુનિક ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન 1000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર હાથ ધરાયેલા પાણીના વરાળ સાથે કુદરતી ગેસના સંયુક્ત રૂપાંતરણ પર આધારિત છે, પરંતુ વધુ ઇકો ફ્રેન્ડલી મેથડ એ મિથેનનું કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રૂપાંતરણ છે, કાચા માલ જેમાં બે ગ્રીનહાઉસ ગેસ એક જ સમયે કાર્ય કરે છે - સીએચ 4 અને CO2. કમનસીબે, આ પ્રક્રિયામાં સ્ટીમ રૂપાંતર ઉત્પ્રેરક નિષ્ક્રિય અને નાશ પામે છે, અને પ્લેટિનમ ગ્રુપ મેટલ્સ (પી.ટી., પીડી, આરએચ) પર આધારિત સાર્વત્રિક કેટેલિસ્ટ્સનો ઉપયોગ વિવિધ કારણોસર પણ અશક્ય છે.
કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રૂપાંતરણ ઉત્પ્રેરક માટે આશાસ્પદ ઉમેદવાર મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ (MO2C) છે. પ્રકાશ હાઇડ્રોકાર્બન્સને લગતી પ્રતિક્રિયાઓમાં તેની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ પ્લેટિનમની તુલનાત્મક છે, અને કિંમત ખૂબ ઓછી છે. આ ઉપરાંત, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ સામાન્ય ઉત્પ્રેરક ઝેર પ્રત્યે પ્રતિરોધક છે - કાર્બન સેડિમેન્ટ્સ અને સલ્ફર-સમાવિષ્ટ સંયોજનો, જે લાંબા કાર્ય સાથે ટકાઉ તેના આધારે ઉત્પ્રેરક બનાવે છે. જો કે, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ પ્રકૃતિમાં વહેંચાયેલું નથી અને ફક્ત કૃત્રિમ દ્વારા મેળવી શકાય છે.
પરંપરાગત ધાતુની પદ્ધતિમાં, તે ધાતુ અને કાર્બનની લાંબા ગાળાના તાપમાનની પ્રક્રિયાને કારણે સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જે મોટા ઊર્જા વપરાશ તરફ દોરી જાય છે. અન્ય સામાન્ય પદ્ધતિ એ મોલિબેડનમ ઓક્સાઇડ્સનું થર્મોસ્ટેટિક ઘટાડો છે જે H2 અથવા સુગંધિત સંયોજનો સાથે હાઇડ્રોકાર્બન ગેસના મિશ્રણ સાથે.
આ પદ્ધતિને ઓછી ઊર્જાની જરૂર છે, પરંતુ વિસ્ફોટક ગેસના ઉપયોગને કારણે તેને સુરક્ષા પગલાંમાં વધારો કરવાની જરૂર છે. આ ઉપરાંત, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડની સપાટી પર બંને પદ્ધતિઓમાં, કાર્બન ફિલ્મનું નિર્માણ કરવામાં આવે છે, જે ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય કેન્દ્રોનો ભાગ અવરોધિત કરે છે અને આમ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની કાર્યક્ષમતા ઘટાડે છે. તેથી, વૈજ્ઞાનિકો તેના સંશ્લેષણ માટે અન્ય પદ્ધતિઓ શોધી રહ્યા છે.
પીસીટીયુમાં, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ મોલિબેડનમ બ્લુના પ્રવાહી-તબક્કાના સંશ્લેષણની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવે છે (મોલિબેડનમ અને ઓક્સિજનના ક્લસ્ટર સંયોજનોના કહેવાતા ફેલાતા). કામમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ ઘણા તબક્કામાં MO2C નું સંશ્લેષણ કર્યું. પહેલા તેમને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડની હાજરીમાં એમોનિયમ હેપ્ટામોલિબિડ સોલ્યુશન એસ્કોર્બીક એસિડના ઘટાડાને કારણે મોલિબેડનમ બ્લુ મળ્યું.
અને પછી મોલિબેડનમ બ્લુને 750-800 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને સૂકાઈ અને થર્મલી વિઘટન કરવામાં આવ્યું હતું, જેના પરિણામે મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ બનાવવામાં આવ્યું હતું. "અમારા વૈજ્ઞાનિક જૂથ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા કામનો મુખ્ય તફાવત એક સંકલિત અભિગમ છે," કામના લેખકો પૈકીના એક, નતાલિયા ગેવિરોલોવાના પીસીટીયુના કોલોઇડ કેમિસ્ટ્રી વિભાગના સહયોગી પ્રોફેસર.
હકીકતમાં, અમે ફક્ત અત્યંત વિખરાયેલા કણોના સંશ્લેષણમાં જ સંકળાયેલા નથી, પરંતુ અમે ઉત્પ્રેરક સિસ્ટમો મેળવવાના દરેક તબક્કે અભ્યાસ કરીએ છીએ, જે મુખ્ય મૂળભૂત પેટર્નને સેટ કરે છે, ઉલ્લેખિત ગુણધર્મો સાથે ઉત્પાદનને સંશ્લેષણ કરવા માટે - તે છે, તે છે, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ ઉચ્ચ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ. "
કામમાં, સંશોધકોએ મોલિબેડનમ-સમાવિષ્ટ પદાર્થ અને સંશ્લેષણના પ્રથમ તબક્કે ઘટાડવાના એજન્ટનો ગુણોત્તર બદલ્યો અને પરિણામે મોલિબેડનમ બ્લુ અને મોલિબેડનમ કાર્બાઇડ બંનેના માળખાનો અભ્યાસ કર્યો, જે પાછળથી ડાઇથી સંશ્લેષિત થાય છે. MO2C ની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિનું મૂલ્યાંકન મિથેન CH4 (નેચરલ ગેસના મુખ્ય ઘટક) અને CO2 ની પ્રાપ્તિની પ્રતિક્રિયાને એચ 2, CO અને H2O ના વાયુ મિશ્રણમાં કરવામાં આવી હતી, જે સંશ્લેષણ ગેસ છે.
તે બતાવવામાં આવ્યું છે કે 850 ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને પહેલાથી જ મેથેન રૂપાંતરણની ડિગ્રી 100 ટકા છે, અને સૌથી વધુ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ સાથે સંશ્લેષણ કરે છે, પ્રારંભિક મિશ્રણમાં ઘટાડા એજન્ટની ઓછી સામગ્રી સાથે સંશ્લેષણ કરે છે: તેમની સાથે રૂપાંતરણ સંશ્લેષણ ગેસમાં CH4 અને CO2 થાય છે.
આમ, વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું કે ઉત્પ્રેરકની રચના અને ટેક્સચરની રચનામાં મુખ્ય ભૂમિકામાં ઘટાડો એજન્ટને ભજવે છે અને સ્રોત વિખરાયેલા સિસ્ટમ્સમાં તેની સામગ્રીને બદલીને, મોલિબેડનમ કાર્બાઇડના વિવિધ ફેરફારો અને છિદ્રાળુ માળખું સમાયોજિત કરવું શક્ય છે ઉત્પ્રેરકની.
સંશ્લેષણની વિકસિત પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઓછી તાપમાને (પરંપરાગત પદ્ધતિઓની તુલનામાં) પર વહે છે, અને સંશ્લેષણ થયેલ MO2C એ ઉચ્ચ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, જે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવા માટેની ક્ષમતાને ખોલે છે, જે વાહક પર ભારે ઉત્પ્રેરક અને વિવિધ કાર્યો માટે ઉત્પ્રેરક પટલ છે - કુદરતી ગેસના રૂપાંતરનો સમાવેશ થાય છે.
સોર્સ: નેકેડ સાયન્સ