تبدیل گاز خطرناک هیدروژن سولفید به سوخت پاک با استفاده از نانوکاتالیست
محققان و پژوهشگران کشورمان موفق به سنتز یک نانوکاتالیست محلول جامد شدند که به کمک آن و نور خورشید می‌توان هیدروژن سولفید را به سوخت پاک هیدروژنی تبدیل کرد. این گروه از اساتید دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان در تحقیقات آزمایشگاهی خود توانستند با استفاده از روش جدیدی که از سنتز نانوکاتالیست به وجود آمده گاز خطرناک هیدروژون سولفید H2S را به یک سوخت تمیز و پاک تبدیل کنند. در ادامه از جم شیمی به تشریح و بررسی این دستاورد علمی می پردازیم
هیدروژن سولفید، یک گاز بسیار خورنده و آلاینده خطرناک زیست محیطی است که حتی مقادیر اندک آن موجب مرگ انسان می شود. سالانه حجم وسیعی از این گاز بدبو در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی و پالایشگاه ها تولید می‌شود که تنها بخش کوچکی از آن جهت تولید گوگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه، یافتن راه حل مناسب جهت مقابله با آلودگی زیست محیطی ناشی از گاز هیدروژن سولفید و استفاده مفید از آن در دستور کار برخی محققان قرار دارد.
دکتر محسن لشگری محقق دانشگاه علوم پایه زنجان، هدف از انجام این طرح را تجزیه و در عین‌حال استفاده بهینه از گاز سمی و خورنده هیدروژن سولفید عنوان کرد و افزود: در طرح حاضر، یک فوتوکاتالیست نانوساختار محلول جامد سنتز شده که به کمک آن و نور خورشید می‌توان گاز هیدروژن سولفید را به گاز هیدروژن که یک سوخت پاک به شمار می‌رود، تبدیل کرد. علاوه بر صنایع نفت و گاز، از نتایج این طرح همچنین می‌توان در سایر صنایع مولد هیدروژن سولفید، نظیر تولید کاغذ و فولاد بهره برد.
وی افزود: با توجه به این که ایران دارای منابع فراوان نفت و گاز ترش است، با صنعتی سازی نتایج پروژه، ضمن صرفه‌جویی کلان ارزی در این صنایع، می‌توان سوخت هیدروژنی را تولید کرد که با توجه به جمعیت ایران و مصرف بالای انرژی، روش حاضر بسیار ارزشمند و مقرون به صرفه خواهد بود.
در استفاده از فوتوکاتالیست‌ها، مساحت سطح از عوامل تأثیرگذار در بازدهی واکنش است. سنتز فوتوکاتالیست در مقیاس نانو موجب می‌شود سطح بسیار زیادی هم جهت جذب نور و هم جهت تماس با واکنشگرها در دسترس باشد و افزایش بازده کاتالیست را در پی داشته باشد. همچنین با کنترل اندازه نانوذرات می‌توان ‘شکاف انرژی’ این ترکیبات را تنظیم کرد.
عضو هیأت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی و علوم پایه زنجان در خصوص مراحل انجام این طرح گفت: در این طرح یک محلول جامد سه‌جزئی متشکل از عناصر آهن، روی و گوگرد به کمک روش هیدروترمال تولید شده و جهت بهبود خاصیت فوتوکاتالیستی، نانوذرات نقره به نانوذرات محلول جامد افزوده شد. پس از فرایند سنتز، از آزمون‌هایی نظیر XRD، EIS و XPS جهت مشخصه یابی و ارزیابی نانوذرات فوتوکاتالیستی استفاده شد. کارایی (بهره کوانتمی) نانوفوتوکاتالیست سنتزی در تجزیه و تبدیل هیدروژن سولفید به گاز هیدروژن حدود 18 درصد بود.
تحقیقات مذکور، حاصل تلاش‌های دکتر محسن لشگری- عضو هیأت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی و علوم پایه زنجان و مجید غنیمتی- دانشجوی مقطع دکتری این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله Journal of Hazardous Materials با ضریب تأثیر 6.065 (جلد 345، سال 2018، صفحات 10 تا 17) به چاپ رسیده است.
منبع: ستاد توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری
