Nanostrutturi tal-iridju ddisinjati apposta depożitati fuq ossidu tat-tantalu mesoporuż itejbu l-konduttività, l-attività katalitika u l-istabbiltà fit-tul.
Immaġni: Riċerkaturi fil-Korea t'Isfel u l-Istati Uniti żviluppaw katalist ġdid tal-iridju b'attività akbar ta' reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-ossiġnu biex jiffaċilitaw l-elettroliżi kosteffettiva tal-ilma b'membrana ta' skambju ta' protoni biex jipproduċu l-idroġenu. aqra aktar
Il-ħtiġijiet tal-enerġija tad-dinja qed ikomplu jikbru. L-enerġija tal-idroġenu trasportabbli toffri wegħda kbira fit-tfittxija tagħna għal soluzzjonijiet ta' enerġija nodfa u sostenibbli. F'dan ir-rigward, l-elettrolizzaturi tal-ilma bil-membrana tal-iskambju tal-protoni (PEMWEs), li jikkonvertu l-enerġija elettrika żejda f'enerġija tal-idroġenu trasportabbli permezz tal-elettroliżi tal-ilma, ġibdu ħafna interess. Madankollu, l-applikazzjoni fuq skala kbira tagħha fil-produzzjoni tal-idroġenu tibqa' limitata minħabba r-rata bil-mod tar-reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-ossiġnu (OER), komponent importanti tal-elettroliżi, u t-tagħbija għolja ta' katalisti tal-ossidu tal-metall għaljin bħall-iridju (Ir) u l-ossidu tar-rutenju fl-elettrodi hija limitata. Għalhekk, l-iżvilupp ta' katalisti OER kosteffettivi u ta' prestazzjoni għolja huwa meħtieġ għall-applikazzjoni mifruxa tal-PEMWE.

Riċentement, tim ta’ riċerka Koreana-Amerikana mmexxi mill-Professur Changho Park mill-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta’ Gwangju fil-Korea t’Isfel żviluppa katalist ġdid nanostrutturat tal-iridju bbażat fuq l-ossidu tat-tantalu mesoporuż (Ta2O5) permezz ta’ metodu mtejjeb ta’ tnaqqis tal-aċidu formiku biex jinkiseb elettroliżi effiċjenti tal-ilma PEM. Ir-riċerka tagħhom ġiet ippubblikata online fl-20 ta’ Mejju 2023, u se tiġi ppubblikata fil-Volum 575 tal-Ġurnal tas-Sorsi tal-Enerġija fil-15 ta’ Awwissu 2023. L-istudju kien ko-awtur tad-Dr. Chaekyong Baik, riċerkatur fl-Istitut Korean tax-Xjenza u t-Teknoloġija (KIST).
“In-nanostruttura tal-Ir rikka fl-elettroni hija mxerrda b'mod uniformi fuq sottostrat mesoporuż stabbli ta' Ta2O5 ippreparat bil-metodu tat-template artab flimkien mal-proċess tal-madwar tal-etilenediamina, li effettivament inaqqas il-kontenut ta' Ir ta' batterija PEMWE waħda għal 0.3 mg cm-2,” spjega l-Professur Park. Huwa importanti li wieħed jinnota li d-disinn innovattiv tal-katalist Ir/Ta2O5 mhux biss itejjeb l-użu tal-Ir, iżda għandu wkoll konduttività ogħla u erja tal-wiċċ elettrokimikament attiva akbar.
Barra minn hekk, l-ispettroskopija tal-fotoelettroni bir-raġġi-X u l-ispettroskopija tal-assorbiment bir-raġġi-X juru interazzjonijiet qawwija bejn l-appoġġ tal-metall u l-Ir u t-Ta, filwaqt li l-kalkoli tat-teorija funzjonali tad-densità jindikaw trasferiment ta' ċarġ minn Ta għal Ir, li jikkawża rbit qawwi ta' adsorbati bħal O u OH, u jżomm il-proporzjon Ir(III) matul il-proċess ta' ossidazzjoni tal-OOP. Dan imbagħad jirriżulta f'attività akbar ta' Ir/Ta2O5, li għandu vultaġġ żejjed aktar baxx ta' 0.385 V meta mqabbel ma' 0.48 V għal IrO2.
It-tim wera wkoll b'mod sperimentali l-attività għolja tal-OER tal-katalist, billi osserva vultaġġ żejjed ta' 288 ± 3.9 mV f'10 mA cm-2 u attività tal-massa tal-Ir sinifikament għolja ta' 876.1 ± 125.1 A g-1 f'1.55 V għall-valur korrispondenti għas-Sur Black. Fil-fatt, Ir/Ta2O5 juri attività u stabbiltà eċċellenti tal-OER, li ġiet ikkonfermata aktar minn aktar minn 120 siegħa ta' tħaddim b'ċella waħda tal-assemblaġġ tal-membrana-elettrodu.
Il-metodu propost għandu l-vantaġġ doppju li jnaqqas il-livell tat-tagħbija Ir u jżid l-effiċjenza tal-OER. “Iż-żieda fl-effiċjenza tal-OER tikkumplimenta l-effiċjenza fl-ispejjeż tal-proċess PEMWE, u b’hekk ittejjeb il-prestazzjoni ġenerali tiegħu. Dan il-kisba tista’ tirrivoluzzjona l-kummerċjalizzazzjoni tal-PEMWE u taċċellera l-adozzjoni tagħha bħala metodu ewlieni ta’ produzzjoni tal-idroġenu,” jissuġġerixxi l-Professur Park, li huwa ottimist.

B'mod ġenerali, dan l-iżvilupp iressaqna eqreb lejn il-kisba ta' soluzzjonijiet sostenibbli għat-trasport tal-enerġija mill-idroġenu u b'hekk il-kisba ta' status ta' newtralità f'termini ta' karbonju.
Dwar l-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Gwangju (GIST) L-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Gwangju (GIST) huwa università ta' riċerka li tinsab fi Gwangju, il-Korea t'Isfel. Il-GIST twaqqfet fl-1993 u saret waħda mill-iskejjel l-aktar prestiġjużi fil-Korea t'Isfel. L-università hija impenjata li toħloq ambjent ta' riċerka b'saħħtu li jippromwovi l-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija u jippromwovi l-kollaborazzjoni bejn proġetti ta' riċerka internazzjonali u domestiċi. Billi żżomm mal-motto "Kburi li Jsawwar ix-Xjenza u t-Teknoloġija tal-Ġejjieni", il-GIST hija kklassifikata b'mod konsistenti fost l-aqwa universitajiet fil-Korea t'Isfel.
Dwar l-Awturi Dr. Changho Park ilu professur fl-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Gwangju (GIST) minn Awwissu 2016. Qabel ma ngħaqad mal-GIST, serva bħala Viċi President ta' Samsung SDI u rċieva Master's minn Samsung Electronics SAIT. Huwa rċieva l-lawrji tal-baċellerat, tal-master's, u tad-dottorat mid-Dipartiment tal-Kimika, fl-Istitut Korean tax-Xjenza u t-Teknoloġija, fl-1990, l-1992, u l-1995, rispettivament. Ir-riċerka attwali tiegħu tiffoka fuq l-iżvilupp ta' materjali katalitiċi għal assemblaġġi ta' elettrodi tal-membrana f'ċelloli tal-fjuwil u elettroliżi bl-użu ta' appoġġi nanostrutturati tal-karbonju u ossidu tal-metall imħallat. Huwa ppubblika 126 dokument xjentifiku u rċieva 227 privattiva fil-qasam ta' kompetenza tiegħu.
Dr. Chaekyong Baik huwa riċerkatur fl-Istitut Korean tax-Xjenza u t-Teknoloġija (KIST). Huwa involut fl-iżvilupp ta' katalisti PEMWE OER u MEA, b'fokus attwali fuq katalisti u apparati għal reazzjonijiet ta' ossidazzjoni tal-ammonja. Qabel ma ngħaqad ma' KIST fl-2023, Chaekyung Baik irċieva l-PhD tiegħu fl-Integrazzjoni tal-Enerġija mill-Istitut tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Gwangju.
In-nanostruttura tal-iride mesoporuża appoġġjata minn Ta2O5 rikka fl-elettroni tista' ttejjeb l-attività u l-istabbiltà tar-reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-ossiġnu.
L-awturi jiddikjaraw li m'għandhom l-ebda interessi finanzjarji konfliġġenti jew relazzjonijiet personali magħrufa li setgħu jidhru li influwenzaw ix-xogħol ippreżentat f'dan l-artiklu.
Ċaħda ta' Responsabbiltà: AAAS u EurekAlert! mhumiex responsabbli għall-eżattezza tal-istqarrijiet għall-istampa ppubblikati fuq EurekAlert! Kwalunkwe użu ta' informazzjoni minn organizzazzjoni parteċipanti jew permezz tas-sistema EurekAlert.

Jekk tixtieq aktar informazzjoni, jekk jogħġbok ibgħatli email.
Indirizz elettroniku:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598