Speciale dizajnitaj iridiaj nanostrukturoj deponitaj sur mezopora tantala oksido plifortigas konduktivecon, katalizan agadon kaj longdaŭran stabilecon.
Bildo: Esploristoj en Sud-Koreio kaj Usono evoluigis novan iridian katalizilon kun pliigita oksigena evoluiga reakcia aktiveco por faciligi kostefikan elektrolizon de akvo per protona interŝanĝa membrano por produkti hidrogenon. lernu pli.
La mondaj energibezonoj daŭre kreskas. Transportebla hidrogena energio havas grandan promeson en nia serĉado de puraj kaj daŭrigeblaj energiaj solvoj. Tiurilate, protoninterŝanĝaj membranaj akvaj elektroliziloj (PEMWE-oj), kiuj konvertas troan elektran energion en transporteblan hidrogenan energion per akva elektrolizo, altiris multe da intereso. Tamen, ĝia grandskala apliko en hidrogenproduktado restas limigita pro la malrapida rapideco de oksigena evoluiga reakcio (OER), grava komponanto de elektrolizo, kaj la alta ŝarĝo de multekostaj metaloksidaj kataliziloj kiel iridio (Ir) kaj rutenia oksido en la elektrodojn estas limigita. Tial, la disvolviĝo de kostefikaj kaj alt-efikecaj OER-kataliziloj estas necesa por la ĝeneraligita apliko de PEMWE.

Lastatempe, kore-usona esplorteamo gvidata de Profesoro Changho Park de la Gwangju Instituto de Scienco kaj Teknologio en Sud-Koreio evoluigis novan iridian nanostrukturitan katalizilon bazitan sur mezopora tantala oksido (Ta2O5) per plibonigita formikacida reduktometodo por atingi efikan elektrolizon de PEM-akvo. Ilia esplorado estis publikigita interrete la 20-an de majo 2023, kaj estos publikigita en Volumo 575 de la Journal of Power Sources la 15-an de aŭgusto 2023. La studon kunaŭtoris D-ro Chaekyong Baik, esploristo ĉe la Korea Instituto de Scienco kaj Teknologio (KIST).
“La elektronriĉa Ir-nanostrukturo estas unuforme disigita sur stabila mezopora Ta2O5-substrato preparita per la mola ŝablonmetodo kombinita kun la etilendiamina ĉirkaŭa procezo, kiu efike reduktas la Ir-enhavon de unuopa PEMWE-baterio al 0.3 mg cm-2,” klarigis Profesoro Park. Gravas noti, ke la noviga dezajno de la Ir/Ta2O5-katalizilo ne nur plibonigas Ir-utiligon, sed ankaŭ havas pli altan konduktivecon kaj pli grandan elektrokemie aktivan surfacareon.
Plie, rentgen-fotoelektrona kaj rentgen-absorba spektroskopio rivelas fortajn metal-subtenajn interagojn inter Ir kaj Ta, dum kalkuloj per denseca funkcia teorio indikas ŝargotransdonon de Ta al Ir, kiu kaŭzas fortan ligadon de adsorbatoj kiel O kaj OH, kaj konservas la Ir(III)-proporcion dum la OOP-oksidiĝa procezo. Ĉi tio siavice rezultas en pliigita aktiveco de Ir/Ta₂O₅, kiu havas pli malaltan supertension de 0,385 V kompare kun 0,48 V por IrO₂.
La teamo ankaŭ eksperimente montris la altan OER-aktivecon de la katalizilo, observante supertension de 288 ± 3,9 mV je 10 mA cm⁻² kaj signife altan Ir-amasan aktivecon de 876,1 ± 125,1 A g⁻¹ je 1,55 V al la koresponda valoro por S-ro Black. Fakte, Ir/Ta₂O₅ montras bonegan OER-aktivecon kaj stabilecon, kion plue konfirmis pli ol 120 horoj da unuĉela funkciado de la membrano-elektroda asembleo.
La proponita metodo havas la duoblan avantaĝon redukti la ŝarĝnivelon Ir kaj pliigi la efikecon de OER. "La pliigita efikeco de OER kompletigas la kostefikecon de la PEMWE-procezo, tiel plibonigante ĝian ĝeneralan rendimenton. Ĉi tiu atingo povus revolucii la komercigon de PEMWE kaj akceli ĝian adopton kiel ĉefan hidrogenproduktadmetodon," sugestas optimisma Profesoro Park.

Ĝenerale, ĉi tiu evoluo alproksimigas nin al atingado de daŭripovaj solvoj por hidrogena energiotransporto kaj tiel atingi karbonneŭtralan statuson.
Pri la Gŭangĝua Instituto de Scienco kaj Teknologio (GIST) La Gŭangĝua Instituto de Scienco kaj Teknologio (GIST) estas esploruniversitato situanta en Gŭangĝu, Sud-Koreio. GIST estis fondita en 1993 kaj fariĝis unu el la plej prestiĝaj lernejoj en Sud-Koreio. La universitato sin dediĉas al kreado de forta esplormedio, kiu antaŭenigas la disvolviĝon de scienco kaj teknologio kaj antaŭenigas kunlaboron inter internaciaj kaj naciaj esplorprojektoj. Aliĝante al la moto "Fiera Formiganto de Scienco kaj Teknologio de la Estonteco", GIST konstante rangiĝas inter la plej bone rangigitaj universitatoj en Sud-Koreio.
Pri la Aŭtoroj D-ro Changho Park estas profesoro ĉe la Gwangju Instituto de Scienco kaj Teknologio (GIST) ekde aŭgusto 2016. Antaŭ ol aliĝi al GIST, li funkciis kiel Vicprezidanto de Samsung SDI kaj ricevis magistran diplomon de Samsung Electronics SAIT. Li ricevis siajn bakalaŭran, magistran kaj doktorecan diplomojn de la Fako de Kemio, Korea Instituto de Scienco kaj Teknologio, en 1990, 1992 kaj 1995, respektive. Lia nuna esplorado fokusiĝas al la disvolviĝo de katalizaj materialoj por membranaj elektrodaj asembleoj en fuelpiloj kaj elektrolizo uzante nanostrukturajn karbonajn kaj miksitajn metaloksidajn subtenojn. Li publikigis 126 sciencajn artikolojn kaj ricevis 227 patentojn en sia fako.
D-ro Chaekyong Baik estas esploristo ĉe la Korea Instituto de Scienco kaj Teknologio (KIST). Li partoprenas en la disvolviĝo de PEMWE OER kaj MEA kataliziloj, kun nuna fokuso sur kataliziloj kaj aparatoj por amoniakaj oksidigaj reakcioj. Antaŭ ol aliĝi al KIST en 2023, Chaekyung Baik ricevis sian doktorecon pri Energia Integriĝo de la Gwangju Instituto de Scienco kaj Teknologio.
La mezopora irida nanostrukturo subtenata de elektronriĉa Ta2O5 povas plifortigi la aktivecon kaj stabilecon de oksigena evoluiga reakcio.
La aŭtoroj deklaras, ke ili ne havas konatajn konkurantajn financajn interesojn aŭ personajn rilatojn, kiuj povus ŝajne influi la verkon prezentitan en ĉi tiu artikolo.
Malgarantio: AAAS kaj EurekAlert! ne respondecas pri la ĝusteco de gazetaraj komunikoj publikigitaj ĉe EurekAlert! Ĉia uzo de informoj fare de partoprenanta organizo aŭ per la sistemo EurekAlert.

Se vi ŝatus pliajn informojn, bonvolu sendi al mi retpoŝton.
Retpoŝto：
info@pulisichem.cn
Telefono：
+86-533-3149598