Наносохторҳои махсуси иридий, ки дар оксиди танталии мезопорӣ ҷойгир карда шудаанд, гузаронандагии барқ, фаъолияти каталитикӣ ва устувории дарозмуддатро беҳтар мекунанд.
Тасвир: Муҳаққиқон дар Кореяи Ҷанубӣ ва ИМА катализатори нави иридийро бо фаъолияти баланди реаксияи эволютсияи оксиген таҳия карданд, то электролизи камхарҷи обро бо мембранаи мубодилаи протон барои истеҳсоли гидроген осон кунад. маълумоти бештар
Ниёзҳои энергетикии ҷаҳон рӯ ба афзоиш аст. Энергияи гидрогени интиқолшаванда дар ҷустуҷӯи роҳҳои ҳалли тоза ва устувори энергетикӣ умеди калон дорад. Дар ин робита, электролизерҳои оби мембранаи мубодилаи протон (PEMWE), ки энергияи барзиёди электрикиро тавассути электролизи об ба энергияи гидрогени интиқолшаванда табдил медиҳанд, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд. Бо вуҷуди ин, истифодаи васеъмиқёси он дар истеҳсоли гидроген аз сабаби суръати сусти реаксияи эволютсияи оксиген (OER), ки ҷузъи муҳими электролиз аст, маҳдуд боқӣ мемонад ва боркунии зиёди катализаторҳои гаронбаҳои оксиди металлӣ, ба монанди иридий (Ir) ва оксиди рутений ба электродҳо маҳдуд аст. Аз ин рӯ, таҳияи катализаторҳои OER-и арзон ва баландсифат барои истифодаи васеъи PEMWE зарур аст.

Ба наздикӣ, як гурӯҳи таҳқиқотии кореягию амрикоӣ таҳти роҳбарии профессор Чанхо Парк аз Институти илм ва технологияи Кванҷу дар Кореяи Ҷанубӣ як катализатори нави наносохтори иридийро дар асоси оксиди танталии мезопорӣ (Ta2O5) тавассути усули такмилёфтаи коҳиши кислотаи формик барои ноил шудан ба электролизи самараноки оби PEM таҳия карданд. Тадқиқоти онҳо 20 майи соли 2023 дар интернет нашр шуд ва 15 августи соли 2023 дар ҷилди 575-уми Journal of Power Sources нашр мешавад. Ин таҳқиқотро доктор Чаекёнг Байк, муҳаққиқи Институти илм ва технологияи Корея (KIST), ҳаммуаллифӣ кардааст.
Профессор Парк шарҳ дод: «Наносохтори пур аз электрон Ir дар як субстрати устувори мезопораи Ta2O5, ки бо усули шаблони нарм дар якҷоягӣ бо раванди атрофи этилендиамин омода карда шудааст, ба таври яксон пароканда мешавад, ки миқдори Ir-ро дар як батареяи PEMWE то 0,3 мг см-2 самаранок кам мекунад». Қайд кардан муҳим аст, ки тарҳи инноватсионии катализатори Ir/Ta2O5 на танҳо истифодаи Ir-ро беҳтар мекунад, балки инчунин гузаронандагии баландтар ва масоҳати сатҳи фаъоли электрохимиявии калонтар дорад.
Илова бар ин, фотоэлектрони рентгенӣ ва спектроскопияи ҷабби рентгенӣ таъсири мутақобилаи қавии металлро байни Ir ва Ta нишон медиҳанд, дар ҳоле ки ҳисобҳои назарияи функсионалии зичӣ интиқоли зарядро аз Ta ба Ir нишон медиҳанд, ки боиси пайвастагии қавии адсорбатҳо ба монанди O ва OH мегардад ва таносуби Ir(III)-ро дар раванди оксидшавии OOP нигоҳ медорад. Ин дар навбати худ боиси афзоиши фаъолияти Ir/Ta2O5 мегардад, ки шиддати аз ҳад зиёди он 0,385 В дар муқоиса бо 0,48 В барои IrO2 дорад.
Гурӯҳ инчунин фаъолияти баланди OER-и катализаторро ба таври таҷрибавӣ нишон дод ва шиддати аз ҳад зиёди 288 ± 3.9 мВ дар 10 мА см-2 ва фаъолияти назарраси массаи Ir-и 876.1 ± 125.1 А g-1-ро дар 1.55 В то арзиши мувофиқ мушоҳида кард. Дар асл, Ir/Ta2O5 фаъолияти аълои OER ва устувориро нишон медиҳад, ки ин бо зиёда аз 120 соат кори якҳуҷайраи маҷмӯаи мембрана-электрод тасдиқ карда шуд.
Усули пешниҳодшуда дорои бартарии дугона аст: кам кардани сатҳи бор Ir ва баланд бардоштани самаранокии OER. "Афзоиши самаранокии OER самаранокии хароҷоти раванди PEMWE-ро пурра мекунад ва бо ин васила самаранокии умумии онро беҳтар мекунад. Ин дастовард метавонад тиҷоратикунонии PEMWE-ро инқилоб кунад ва қабули онро ҳамчун усули асосии истеҳсоли гидроген суръат бахшад", - пешниҳод мекунад профессор Парк.

Умуман, ин таҳаввулот моро ба ноил шудан ба роҳҳои ҳалли устувори интиқоли энергияи гидроген ва ба ин васила ба даст овардани мақоми бетарафи карбон наздиктар мекунад.
Дар бораи Институти илм ва технологияи Кванҷу (GIST) Институти илм ва технологияи Кванҷу (GIST) як донишгоҳи тадқиқотӣ мебошад, ки дар Кванҷу, Кореяи Ҷанубӣ ҷойгир аст. GIST соли 1993 таъсис ёфта, ба яке аз бонуфузтарин мактабҳои Кореяи Ҷанубӣ табдил ёфтааст. Донишгоҳ барои эҷоди муҳити қавии тадқиқотӣ, ки рушди илм ва технологияро мусоидат мекунад ва ҳамкории байни лоиҳаҳои тадқиқотии байналмилалӣ ва ватаниро тақвият медиҳад, саъй мекунад. GIST, ки ба шиори "Ташаккулдиҳандаи ифтихори илм ва технологияи оянда" пайравӣ мекунад, пайваста дар байни донишгоҳҳои беҳтарини Кореяи Ҷанубӣ ҷой гирифтааст.
Дар бораи муаллифон Доктор Чанхо Парк аз моҳи августи соли 2016 профессори Институти илм ва технологияи Кванҷу (GIST) мебошад. Пеш аз пайвастан ба GIST, ӯ ноиби президенти Samsung SDI кор карда, дараҷаи магистрро аз Samsung Electronics SAIT гирифтааст. Ӯ дараҷаҳои бакалавр, магистр ва докториро мутаносибан дар солҳои 1990, 1992 ва 1995 аз кафедраи химияи Институти илм ва технологияи Корея гирифтааст. Тадқиқоти кунунии ӯ ба таҳияи маводҳои каталитикӣ барои васлкунии электродҳои мембранӣ дар ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ ва электролиз бо истифода аз такягоҳҳои карбони наноструктурӣ ва оксиди металлии омехта нигаронида шудааст. Ӯ дар соҳаи тахассуси худ 126 мақолаи илмӣ нашр карда, 227 патент гирифтааст.
Д-р Чаекёнг Байк муҳаққиқи Институти илм ва технологияи Корея (KIST) мебошад. Ӯ дар таҳияи катализаторҳои PEMWE OER ва MEA иштирок мекунад ва айни замон ба катализаторҳо ва дастгоҳҳо барои реаксияҳои оксидшавии аммиак тамаркуз мекунад. Пеш аз пайвастан ба KIST дар соли 2023, Чаекёнг Байк унвони доктори илмро дар соҳаи ҳамгироии энергетикӣ аз Институти илм ва технологияи Кванҷу гирифтааст.
Наносохтори ириди мезопорӣ, ки аз ҷониби Ta2O5 бой аз электрон дастгирӣ мешавад, метавонад фаъолият ва устувории реаксияи эволютсияи оксигенро афзоиш диҳад.
Муаллифон изҳор медоранд, ки онҳо ягон манфиатҳои молиявии рақобатпазир ё муносибатҳои шахсии маълуме надоранд, ки метавонистанд ба кори дар ин мақола пешниҳодшуда таъсир расонанд.
Раддия: AAAS ва EurekAlert! барои дурустии пресс-релизҳои нашршуда дар EurekAlert! масъул нестанд. Ҳар гуна истифодаи маълумот аз ҷониби ташкилоти иштирокчӣ ё тавассути системаи EurekAlert.

Агар шумо маълумоти бештар гирифтан хоҳед, лутфан ба ман почтаи электронӣ фиристед.
Почтаи электронӣ:
info@pulisichem.cn
Тел:
+86-533-3149598