Mezo məsaməli tantal oksidi üzərinə çökdürülmüş xüsusi hazırlanmış iridium nanostrukturları keçiriciliyi, katalitik aktivliyi və uzunmüddətli sabitliyi artırır.
Şəkil: Cənubi Koreya və ABŞ-dakı tədqiqatçılar, hidrogen istehsal etmək üçün proton mübadiləsi membranı ilə suyun səmərəli elektrolizini asanlaşdırmaq üçün oksigen təkamül reaksiya aktivliyini artıran yeni bir iridium katalizatoru hazırladılar. daha çox məlumat əldə edin
Dünyanın enerjiyə ehtiyacı artmaqda davam edir. Daşına bilən hidrogen enerjisi təmiz və dayanıqlı enerji həlləri axtarışımızda böyük ümidlər verir. Bu baxımdan, artıq elektrik enerjisini su elektrolizi vasitəsilə daşına bilən hidrogen enerjisinə çevirən proton mübadiləsi membran su elektrolizatorları (PEMWE) böyük maraq doğurub. Lakin, elektrolizin vacib bir komponenti olan oksigen ayrılma reaksiyasının (OER) yavaş sürəti və iridium (Ir) və rutenium oksidi kimi bahalı metal oksid katalizatorlarının elektrodlara yüksək yüklənməsi səbəbindən onun hidrogen istehsalında geniş miqyaslı tətbiqi məhdud olaraq qalır. Buna görə də, PEMWE-nin geniş tətbiqi üçün səmərəli və yüksək performanslı OER katalizatorlarının hazırlanması zəruridir.

Bu yaxınlarda Cənubi Koreyanın Qvanqju Elm və Texnologiya İnstitutundan professor Çanqo Parkın rəhbərlik etdiyi Koreya-Amerika tədqiqat qrupu, PEM suyunun səmərəli elektrolizinə nail olmaq üçün təkmilləşdirilmiş qarışqa turşusu reduksiya metodu vasitəsilə mezo məsaməli tantal oksidinə (Ta2O5) əsaslanan yeni iridium nanostrukturlu katalizator hazırladı. Onların tədqiqatı 20 may 2023-cü ildə onlayn dərc edilib və 15 avqust 2023-cü ildə "Enerji Mənbələri Jurnalı"nın 575-ci cildində dərc olunacaq. Tədqiqatın həmmüəllifi Koreya Elm və Texnologiya İnstitutunun (KIST) tədqiqatçısı Dr. Çaekyonq Baykdır.
Professor Park izah etdi ki, “Elektronla zəngin İR nanostrukturu, etilendiamin ətraf mühit prosesi ilə birləşdirilmiş yumşaq şablon metodu ilə hazırlanmış stabil mezoməsaməli Ta2O5 substrat üzərində bərabər şəkildə dağılır ki, bu da tək bir PEMWE batareyasının İR tərkibini 0,3 mq sm-2-yə qədər effektiv şəkildə azaldır”. Qeyd etmək vacibdir ki, İR/Ta2O5 katalizatorunun innovativ dizaynı təkcə İR istifadəsini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, həm də daha yüksək keçiriciliyə və daha böyük elektrokimyəvi aktiv səth sahəsinə malikdir.
Bundan əlavə, rentgen fotoelektron və rentgen udma spektroskopiyası Ir və Ta arasında güclü metal dayaq qarşılıqlı təsirlərini aşkar edir, sıxlıq funksional nəzəriyyəsi hesablamaları isə Ta-dan Ir-ə yük ötürülməsini göstərir ki, bu da O və OH kimi adsorbatların güclü bağlanmasına səbəb olur və OOP oksidləşmə prosesi zamanı Ir(III) nisbətini saxlayır. Bu da öz növbəsində IrO2 üçün 0,48 V ilə müqayisədə 0,385 V daha aşağı həddindən artıq gərginliyə malik Ir/Ta2O5 aktivliyinin artmasına səbəb olur.
Komanda həmçinin katalizatorun yüksək OER aktivliyini eksperimental olaraq nümayiş etdirərək, 10 mA sm-2-də 288 ± 3.9 mV həddindən artıq gərginlik və 1.55 V-da müvafiq dəyərə qədər 876.1 ± 125.1 A g-1 əhəmiyyətli dərəcədə yüksək İR kütlə aktivliyini müşahidə etdi. Əslində, Ir/Ta2O5 əla OER aktivliyi və stabilliyi nümayiş etdirir ki, bu da membran-elektrod qurğusunun 120 saatdan çox tək hüceyrəli işləməsi ilə daha da təsdiqləndi.
Təklif olunan metodun ikili üstünlüyü yük səviyyəsinin Ir-i azaltmaq və OER-in səmərəliliyini artırmaqdır. “OER-in artan səmərəliliyi PEMWE prosesinin xərc səmərəliliyini tamamlayır və bununla da onun ümumi performansını artırır. Bu nailiyyət PEMWE-nin kommersiyalaşdırılmasında inqilab yarada və onun əsas hidrogen istehsalı metodu kimi qəbulunu sürətləndirə bilər”, - deyə nikbin professor Park bildirir.

Ümumilikdə, bu inkişaf bizi dayanıqlı hidrogen enerjisi nəqli həllərinə nail olmağa və beləliklə, karbon neytral statusuna nail olmağa daha da yaxınlaşdırıb.
Kvanqju Elm və Texnologiya İnstitutu (GIST) haqqında Kvanqju Elm və Texnologiya İnstitutu (GIST) Cənubi Koreyanın Kvanqju şəhərində yerləşən bir tədqiqat universitetidir. GIST 1993-cü ildə təsis edilib və Cənubi Koreyanın ən nüfuzlu məktəblərindən birinə çevrilib. Universitet elm və texnologiyanın inkişafını təşviq edən və beynəlxalq və yerli tədqiqat layihələri arasında əməkdaşlığı təşviq edən güclü bir tədqiqat mühiti yaratmağa sadiqdir. "Gələcəyin Elm və Texnologiyasının Qürurlu Formalaşdırıcısı" şüarına sadiq qalan GIST, Cənubi Koreyanın ən yüksək reytinqli universitetləri arasında daim yer alır.
Müəlliflər haqqında Dr. Çanho Park 2016-cı ilin avqust ayından bəri Kvanqju Elm və Texnologiya İnstitutunda (GIST) professor vəzifəsində çalışır. GIST-ə qoşulmazdan əvvəl Samsung SDI-nin vitse-prezidenti vəzifəsində çalışmış və Samsung Electronics SAIT-dən magistr dərəcəsi almışdır. O, müvafiq olaraq 1990, 1992 və 1995-ci illərdə Koreya Elm və Texnologiya İnstitutunun Kimya şöbəsində bakalavr, magistr və doktorluq dərəcələrini almışdır. Onun hazırkı tədqiqatları yanacaq elementlərində membran elektrod yığımları üçün katalitik materialların hazırlanmasına və nanostrukturlu karbon və qarışıq metal oksid dayaqlarından istifadə edərək elektrolizə yönəlmişdir. O, öz ixtisası üzrə 126 elmi məqalə dərc etmiş və 227 patent almışdır.
Dr. Çaekyonq Bayk Koreya Elm və Texnologiya İnstitutunda (KIST) tədqiqatçıdır. O, hazırda katalizatorlar və ammonyak oksidləşmə reaksiyaları üçün cihazlara diqqət yetirərək PEMWE OER və MEA katalizatorlarının hazırlanmasında iştirak edir. 2023-cü ildə KIST-ə qoşulmazdan əvvəl Çaekyonq Bayk Qvanqju Elm və Texnologiya İnstitutunda Enerji İnteqrasiyası üzrə doktorluq dərəcəsi almışdır.
Elektronla zəngin Ta2O5 tərəfindən dəstəklənən mezo məsaməli irid nanostrukturu oksigen təkamül reaksiyasının aktivliyini və sabitliyini artıra bilər.
Müəlliflər bəyan edirlər ki, bu məqalədə təqdim olunan işə təsir göstərə biləcək heç bir rəqabətli maliyyə maraqları və ya şəxsi münasibətləri yoxdur.
İmtina: AAAS və EurekAlert!, EurekAlert-də dərc olunan mətbuat açıqlamalarının dəqiqliyinə görə məsuliyyət daşımır! İştirakçı təşkilat tərəfindən və ya EurekAlert sistemi vasitəsilə məlumatların istifadəsi.

Daha çox məlumat almaq istəyirsinizsə, mənə bir e-poçt göndərin.
E-poçt:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598