Ce protocole consiste à développer un catalyseur à faible coût et très efficace avec des performances fiables et une stabilité à long terme. Le catalyseur développé pourrait être utilisé pour la production d’énergie renouvelable et pourrait même résoudre le problème de la crise énergétique. L’avantage de cette étude est de construire à la fois des atomes métalliques dispersés de particules et atomiquement sur les mêmes supports catalytiques, qui peuvent fonctionner en synergie pour certains types de réactions catalyseuses.
En explorant le potentiel des énergies renouvelables pour les véhicules afin de répondre aux besoins futurs en matière de réglementation et de durabilité, le développement rapide des piles à combustible à hydrogène et des véhicules ainsi que d’autres domaines connexes a efficacement favorisé l’avancement de la technologie de l’énergie hydrogène. L’objectif de cette recherche est donc de mettre au point un nouveau prototype de pile à combustible alimentée à l’hydrogène utilisant des matériaux de stockage d’hydrogène solides pour l’énergie renouvelable à utiliser dans divers secteurs comme le transport, la logistique, et cetera. Commencez par peser 280 grammes de diacide et de diamide dans un bécher de 800 millilitres.
Ensuite, placez le bécher dans un four à moufle et augmentez lentement la température de la température ambiante à 350 degrés Celsius pour la rampe de cinq degrés par minute. Maintenez la température à 350 degrés Celsius pendant deux heures. Refroidissez ensuite le four par refroidissement naturel.
Broyer les solides blancs obtenus en poudre fine comme les matériaux de nitrure de carbone sous forme de mélem. Commencez par mélanger et broyer 10 grammes de nitrure de carbone sous forme de mélem avec 0,218 gramme d’acétate d’acétyle de cobalt jusqu’à ce que la couleur homogène soit observée. Ajouter six millilitres de solution d’acide citrique dans ce mélange homogène et broyer davantage les matériaux.
Sécher les matériaux dans un four à 60 degrés Celsius pendant six heures. Placez ces matériaux dans un creuset de forme carrée, puis dans un four tubulaire. Chauffez les matériaux à une vitesse de chauffage de 2,6 degrés Celsius par minute de la température ambiante à 800 degrés Celsius et placez-le sous un flux d’argon de 100 millilitres par minute pendant deux heures.
Refroidissez lentement le four par refroidissement naturel, puis pesez les échantillons de catalyseur. Configurez le système de cylindre inversé rempli d’eau et la solution de lavage à l’acide sulfurique 0,1 molaire. Connectez le ballon schlenk à la solution de lavage et au cylindre inversé rempli d’eau.
Placer 0,04 gramme du catalyseur dans le ballon schlenk et sonifier la solution à 40 kilohertz dans un bain à ultrasons pendant six minutes. Ensuite, préparez-vous à ajouter 0,04 gramme d’ammoniac borane à 0,948 millilitre d’eau et injectez un millilitre de solution dans le réacteur pour initier la réaction d’hydrolyse. Surveillez la baisse du niveau d’eau au fur et à mesure que la réaction progresse et notez soigneusement le volume de production à des moments désignés.
Tracez un graphique du volume de production d’hydrogène en fonction du temps en minutes. Placez 0,04 gramme du catalyseur et 10 millilitres d’eau dans le ballon schlenk et immergez-le dans le bain-marie à 40 degrés Celsius. Sonicer la solution à 40 kilohertz dans un bain à ultrasons pendant six minutes, injecter un millilitre de la solution d’ammoniac borane dans le réacteur pour initier la réaction d’hydrolyse, puis enregistrer le temps nécessaire à la fin de la libération d’hydrogène.
Injectez un millilitre de la solution d’ammoniac borane au réacteur pour initier la réaction d’hydrolyse, puis notez le temps nécessaire à la fin de la libération d’hydrogène. Filtrez le catalyseur en le lavant trois fois avec cinq millilitres d’eau. Ensuite, conduisez le catalyseur dans un four à 60 degrés Celsius pendant trois heures.
Placez le catalyseur dans 10 millilitres d’eau et sonicez la solution à 40 kilohertz dans un bain à ultrasons. Répétez ces étapes pendant 10 cycles. Ensuite, tracez un graphique du volume de production d’hydrogène en fonction des cycles.
Introduire la fiole schlenk contenant le catalyseur et 0,5 molaire d’acide sulfurique dans le bain d’huile. Remuez la réaction pendant deux heures, puis filtrez le solide à l’aide d’un entonnoir buchner. Lavez le solide trois fois avec 10 millilitres d’eau désionisée à chaque fois.
Diluer le lixiviat obtenu à 250 millilitres dans une fiole jaugée de 250 millilitres et recueillir les solides lixiviés par nanoparticules métalliques en les séchant à 60 degrés Celsius dans une étuve. Le morceau de défraction des rayons X fort et net du cobalt métallique indique une structure cristalline bien définie, restant inchangée après les recyclages. Alors que les défauts structurels ont été étudiés en utilisant la spectroscopie Raman.
Le spectre XPS a montré la présence de chaque élément leur liaison et l’hybridation des atomes de carbone lors de la formation des structures de nanotubes de carbone. L’isotherme de désorption d’absorption a démontré une surface spécifique de 42,02 mètres carrés par gramme et la distribution moyenne de la taille des pores de 3,6 nanomètres. Les images SEM et HRTEM ont représenté la structure tubulaire de cinq micromètres des nanoparticules de cobalt résultant de la croissance catalysante de la nanofibre avec leur cartographie EDS.
La structure cristalline de la nanoparticule de cobalt a été caractérisée par une défraction électronique de zone sélectionnée. Le corps principal de la nanofibre de carbone était enveloppé de quelques couches de carbone d’orientations et d’anneaux de défraction différents. La teneur totale en métal déterminée par ICP-OES s’est avérée être de 25,1 % en poids, avec 9,7 % en poids de nanoparticules de cobalt et 15,4 % en poids de dopages au cobalt sur les nanotubes de carbone.
La performance catalytique du catalyseur a été étudiée et il a été constaté que jusqu’à la 10ème édition de l’ammoniac borane, il n’y avait pas de baisse évidente de la performance catalytique. La loi de vitesse de réaction a également été étudiée et l’énergie d’activation a été déterminée à 42,8 kilojoules par mole. Évitez de surcharger le four tubulaire avec des précurseurs de catalyseur, car trop de produits de décomposition peuvent bloquer le tube.
Assurez-vous que le mélange de solides est bien mélangé. Des équipements à haute énergie tels que le broyage peuvent être utilisés pour faciliter un mélange. Ces catalyseurs peuvent être appliqués dans d’autres types de réactions de transformation organique et d’activation de petites molécules telles que la protection de l’hydrogène contre la formation d’acide, la réaction croisée et la synthèse organique.
