سریم برای ساخت سوخت پیشران موشک سازگارتر با محیط زیست

سریم، عنصر 58 جدول تناوبی.

سریمفراوان ترین فلز خاکی کمیاب است و همراه با عنصر ایتریوم که قبلاً کشف شده بود، دری را برای کشف سایر عناصر باز می کند.زمین کمیابعناصر

در سال 1803، دانشمند آلمانی Klaprott یک عنصر اکسید جدید را در یک سنگ سنگین قرمز تولید شده در شهر کوچک سوئد Vastras یافت که در هنگام سوختن اخرایی ظاهر می شد. در همان زمان، شیمیدانان سوئدی بزیلیوس و هیسینگر نیز اکسید همان عنصر را در سنگ معدن یافتند. تا سال 1875، مردم فلز سریم را از اکسید سریم مذاب با الکترولیز بدست می آوردند.

فلز سریمبسیار فعال است و می تواند بسوزد و اکسید سریم پودری ایجاد کند. آلیاژ آهن سریم مخلوط با سایر عناصر خاکی کمیاب می تواند جرقه های زیبایی را هنگام مالش بر روی اجسام سخت ایجاد کند، مواد قابل احتراق اطراف را مشتعل کند و یک ماده کلیدی در دستگاه های احتراق مانند فندک و شمع ها است. همچنین خود را می سوزاند، همراه با جرقه های زیبا، آهن اضافه شده و سایر لانتانیدها، فقط برای افزایش اثر این جرقه ها. توری ساخته شده از سریم یا آغشته به نمک های سریم می تواند اثربخشی احتراق سوخت را افزایش دهد و به یک کمک احتراق بسیار عالی تبدیل شود که می تواند در مصرف سوخت صرفه جویی کند. سریم همچنین یک افزودنی خوب شیشه ای است که می تواند اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را جذب کند و به طور گسترده در شیشه اتومبیل استفاده می شود. این نه تنها می تواند از اشعه ماوراء بنفش جلوگیری کند، بلکه دمای خودرو را کاهش می دهد و در مصرف برق برای تهویه مطبوع صرفه جویی می کند.

کاربردهای بیشتر سریم بر اساس تبدیل بین سریم سه ظرفیتی و سریم چهار ظرفیتی است که خواص کاملاً منحصر به فردی در فلزات خاکی کمیاب دارد. این ویژگی به سریم اجازه می دهد تا به طور موثر اکسیژن را ذخیره و آزاد کند، که می تواند در پیل سوختی اکسید جامد برای کاتالیز ردوکس استفاده شود، بنابراین حرکت جهت الکترون ها برای تشکیل جریان به دست می آید. زئولیت های آغشته به سریم و لانتانیم می توانند به عنوان کاتالیزور برای ترک خوردگی نفت در طول فرآیند پالایش عمل کنند. استفاده از اکسید سریم و فلزات گرانبها در مبدل های کاتالیزوری سه تایی خودرو می تواند گازهای سوخت مضر را به نیتروژن، دی اکسید کربن و آب بدون آلودگی تبدیل کند و به طور موثری از انتشار مقدار زیادی از اگزوز خودروها جلوگیری کند. به دلیل توانایی آن در جذب اکسیژن، مردم همچنین در حال بررسی چگونگی استفاده از نانوذرات اکسید سریم در درمان آنتی اکسیدانی هستند. یک سیستم لیزری حالت جامد که توسط ایالات متحده ساخته شده است حاوی سریم است که می تواند برای شناسایی سلاح های بیولوژیکی با نظارت بر غلظت تریپتوفان استفاده شود و همچنین می تواند برای تشخیص پزشکی استفاده شود.

سریم به دلیل خواص فوتوفیزیکی منحصر به فرد خود، یک کاتالیزور بسیار مهم است که باعث ارزان شدن می شوداکسید سریم (IV)مورد علاقه دانشمندان در زمینه کاتالیزورها. در 27 ژوئیه 2018، مجله Science یک دستاورد تحقیقاتی علمی بزرگ توسط تیم Zuo Zhiwei از دانشکده علوم و فناوری مواد دانشگاه شانگهای تک منتشر کرد – ترویج تبدیل متان با نور. نکته کلیدی در فرآیند تبدیل، یافتن یک سیستم کاتالیزگر هم افزایی ارزان و کارآمد کاتالیزور مبتنی بر سریم و کاتالیزور الکلی است که به طور موثر مشکل علمی استفاده از انرژی نور برای تبدیل متان به محصولات مایع در دمای اتاق را در یک مرحله حل می کند. راه حل جدید، اقتصادی و سازگار با محیط زیست برای تبدیل متان به محصولات شیمیایی با ارزش افزوده بالا، مانند سوخت پیشران موشک.