மீசோபோரஸ் டான்டலம் ஆக்சைடில் படிந்துள்ள சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட இரிடியம் நானோ கட்டமைப்புகள் கடத்துத்திறன், வினையூக்க செயல்பாடு மற்றும் நீண்டகால நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன.
படம்: தென் கொரியா மற்றும் அமெரிக்காவில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வுடன் கூடிய செலவு குறைந்த மின்னாற்பகுப்பை எளிதாக்க, அதிகரித்த ஆக்ஸிஜன் பரிணாம எதிர்வினை செயல்பாட்டைக் கொண்ட ஒரு புதிய இரிடியம் வினையூக்கியை உருவாக்கியுள்ளனர். மேலும் அறிக.
உலகின் எரிசக்தி தேவைகள் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகின்றன. சுத்தமான மற்றும் நிலையான எரிசக்தி தீர்வுகளுக்கான நமது தேடலில் கொண்டு செல்லக்கூடிய ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் பெரும் நம்பிக்கையை அளிக்கிறது. இது சம்பந்தமாக, அதிகப்படியான மின் ஆற்றலை நீர் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் கொண்டு செல்லக்கூடிய ஹைட்ரஜன் ஆற்றலாக மாற்றும் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு நீர் மின்னாற்பகுப்பிகள் (PEMWEகள்) அதிக ஆர்வத்தை ஈர்த்துள்ளன. இருப்பினும், மின்னாற்பகுப்பின் ஒரு முக்கிய அங்கமான ஆக்ஸிஜன் பரிணாம எதிர்வினையின் (OER) மெதுவான வீதத்தாலும், இரிடியம் (Ir) மற்றும் ருத்தேனியம் ஆக்சைடு போன்ற விலையுயர்ந்த உலோக ஆக்சைடு வினையூக்கிகளை மின்முனைகளில் அதிக அளவில் ஏற்றுவது குறைவாக இருப்பதாலும் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியில் அதன் பெரிய அளவிலான பயன்பாடு குறைவாகவே உள்ளது. எனவே, PEMWE இன் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு செலவு குறைந்த மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட OER வினையூக்கிகளின் வளர்ச்சி அவசியம்.

சமீபத்தில், தென் கொரியாவில் உள்ள குவாங்ஜு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சாங்கோ பார்க் தலைமையிலான கொரிய-அமெரிக்க ஆராய்ச்சிக் குழு, PEM நீரின் திறமையான மின்னாற்பகுப்பை அடைய மேம்படுத்தப்பட்ட ஃபார்மிக் அமிலக் குறைப்பு முறை மூலம் மீசோபோரஸ் டான்டலம் ஆக்சைடு (Ta2O5) அடிப்படையிலான ஒரு புதிய இரிடியம் நானோ கட்டமைப்பு வினையூக்கியை உருவாக்கியது. அவர்களின் ஆராய்ச்சி மே 20, 2023 அன்று ஆன்லைனில் வெளியிடப்பட்டது, மேலும் ஆகஸ்ட் 15, 2023 அன்று ஜர்னல் ஆஃப் பவர் சோர்சஸின் தொகுதி 575 இல் வெளியிடப்படும். இந்த ஆய்வை கொரியா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (KIST) ஆராய்ச்சியாளரான டாக்டர் சேக்யோங் பைக் இணைந்து எழுதியுள்ளார்.
"எலக்ட்ரான் நிறைந்த Ir நானோ அமைப்பு, மென்மையான டெம்ப்ளேட் முறையுடன் இணைந்து எத்திலீன் டைஅமைன் சுற்றியுள்ள செயல்முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு நிலையான மீசோபோரஸ் Ta2O5 அடி மூலக்கூறில் சீராக சிதறடிக்கப்படுகிறது, இது ஒரு PEMWE பேட்டரியின் Ir உள்ளடக்கத்தை 0.3 மிகி செ.மீ-2 ஆக திறம்பட குறைக்கிறது," என்று பேராசிரியர் பார்க் விளக்கினார். . Ir/Ta2O5 வினையூக்கியின் புதுமையான வடிவமைப்பு Ir பயன்பாட்டை மேம்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், அதிக கடத்துத்திறன் மற்றும் பெரிய மின்வேதியியல் ரீதியாக செயல்படும் மேற்பரப்புப் பகுதியையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
கூடுதலாக, எக்ஸ்-கதிர் ஒளிமின்னழுத்தம் மற்றும் எக்ஸ்-கதிர் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையியல் ஆகியவை Ir மற்றும் Ta க்கு இடையிலான வலுவான உலோக-ஆதரவு தொடர்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன, அதே நேரத்தில் அடர்த்தி செயல்பாட்டுக் கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் Ta இலிருந்து Ir க்கு மின்னூட்ட பரிமாற்றத்தைக் குறிக்கின்றன, இது O மற்றும் OH போன்ற உறிஞ்சிகளின் வலுவான பிணைப்பை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் OOP ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறையின் போது Ir(III) விகிதத்தை பராமரிக்கிறது. இதன் விளைவாக Ir/Ta2O5 இன் செயல்பாடு அதிகரிக்கிறது, இது IrO2 க்கு 0.48 V உடன் ஒப்பிடும்போது 0.385 V இன் குறைந்த அதிக மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது.
இந்தக் குழு, வினையூக்கியின் உயர் OER செயல்பாட்டையும் சோதனை ரீதியாக நிரூபித்தது, 10 mA cm-2 இல் 288 ± 3.9 mV அதிக மின்னழுத்தத்தையும், 1.55 V இல் 876.1 ± 125.1 A g-1 என்ற குறிப்பிடத்தக்க உயர் Ir நிறை செயல்பாட்டையும் மிஸ்டர் பிளாக்கிற்குக் கண்டறிந்தது. உண்மையில், Ir/Ta2O5 சிறந்த OER செயல்பாடு மற்றும் நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகிறது, இது சவ்வு-மின்முனை அசெம்பிளியின் 120 மணி நேரத்திற்கும் மேலான ஒற்றை-செல் செயல்பாட்டால் மேலும் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.
முன்மொழியப்பட்ட முறை, சுமை நிலை Ir ஐக் குறைத்தல் மற்றும் OER இன் செயல்திறனை அதிகரித்தல் என்ற இரட்டை நன்மையைக் கொண்டுள்ளது. "OER இன் அதிகரித்த செயல்திறன் PEMWE செயல்முறையின் செலவுத் திறனை நிறைவு செய்கிறது, இதன் மூலம் அதன் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. இந்த சாதனை PEMWE இன் வணிகமயமாக்கலில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் மற்றும் ஒரு முக்கிய ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி முறையாக அதை ஏற்றுக்கொள்வதை துரிதப்படுத்தக்கூடும்" என்று நம்பிக்கையுடன் இருக்கும் பேராசிரியர் பார்க் கூறுகிறார்.

ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த வளர்ச்சி நிலையான ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் போக்குவரத்து தீர்வுகளை அடைவதற்கும், இதனால் கார்பன் நடுநிலை நிலையை அடைவதற்கும் நம்மை நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது.
குவாங்ஜு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம் (GIST) பற்றி குவாங்ஜு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனம் (GIST) என்பது தென் கொரியாவின் குவாங்ஜுவில் அமைந்துள்ள ஒரு ஆராய்ச்சி பல்கலைக்கழகமாகும். GIST 1993 இல் நிறுவப்பட்டது மற்றும் தென் கொரியாவின் மிகவும் மதிப்புமிக்க பள்ளிகளில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் மற்றும் சர்வதேச மற்றும் உள்நாட்டு ஆராய்ச்சி திட்டங்களுக்கு இடையே ஒத்துழைப்பை ஊக்குவிக்கும் ஒரு வலுவான ஆராய்ச்சி சூழலை உருவாக்குவதற்கு இந்தப் பல்கலைக்கழகம் உறுதிபூண்டுள்ளது. "எதிர்காலத்தின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் பெருமைமிக்க வடிவமைப்பாளர்" என்ற குறிக்கோளைக் கடைப்பிடித்து, GIST தென் கொரியாவின் உயர் தரவரிசைப் பல்கலைக்கழகங்களில் தொடர்ந்து தரவரிசைப்படுத்தப்படுகிறது.
ஆசிரியர்களைப் பற்றி டாக்டர் சாங்கோ பார்க் ஆகஸ்ட் 2016 முதல் குவாங்ஜு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (GIST) பேராசிரியராக உள்ளார். GIST இல் சேருவதற்கு முன்பு, அவர் சாம்சங் SDI இன் துணைத் தலைவராகப் பணியாற்றினார் மற்றும் சாம்சங் எலக்ட்ரானிக்ஸ் SAIT இலிருந்து முதுகலைப் பட்டம் பெற்றார். கொரியா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தின் வேதியியல் துறையிலிருந்து முறையே 1990, 1992 மற்றும் 1995 ஆம் ஆண்டுகளில் இளங்கலை, முதுகலை மற்றும் முனைவர் பட்டங்களைப் பெற்றார். எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட கார்பன் மற்றும் கலப்பு உலோக ஆக்சைடு ஆதரவுகளைப் பயன்படுத்தி மின்னாற்பகுப்பில் சவ்வு மின்முனை கூட்டங்களுக்கான வினையூக்கப் பொருட்களின் வளர்ச்சியில் அவரது தற்போதைய ஆராய்ச்சி கவனம் செலுத்துகிறது. அவர் 126 அறிவியல் ஆவணங்களை வெளியிட்டுள்ளார் மற்றும் அவரது நிபுணத்துவத் துறையில் 227 காப்புரிமைகளைப் பெற்றுள்ளார்.
டாக்டர் சேக்யோங் பைக் கொரியா அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (KIST) ஒரு ஆராய்ச்சியாளராக உள்ளார். அவர் PEMWE OER மற்றும் MEA வினையூக்கிகளின் வளர்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ளார், தற்போது அம்மோனியா ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினைகளுக்கான வினையூக்கிகள் மற்றும் சாதனங்களில் கவனம் செலுத்துகிறார். 2023 இல் KIST இல் சேருவதற்கு முன்பு, சேக்யோங் பைக் குவாங்ஜு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் ஆற்றல் ஒருங்கிணைப்பில் முனைவர் பட்டம் பெற்றார்.
எலக்ட்ரான் நிறைந்த Ta2O5 ஆல் ஆதரிக்கப்படும் மீசோபோரஸ் ஐரைடு நானோ அமைப்பு ஆக்ஸிஜன் பரிணாம வினையின் செயல்பாடு மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த முடியும்.
இந்தக் கட்டுரையில் வழங்கப்பட்ட படைப்பைப் பாதிக்கக்கூடிய எந்தவொரு போட்டி நிதி ஆர்வங்களோ அல்லது தனிப்பட்ட உறவுகளோ தங்களுக்கு இல்லை என்று ஆசிரியர்கள் அறிவிக்கின்றனர்.
பொறுப்புத் துறப்பு: EurekAlert! இல் வெளியிடப்படும் செய்திக் குறிப்புகளின் துல்லியத்திற்கு AAAS மற்றும் EurekAlert! பொறுப்பல்ல! பங்கேற்கும் நிறுவனத்தால் அல்லது EurekAlert அமைப்பு மூலம் தகவல்களைப் பயன்படுத்தினால்.

மேலும் தகவல் தேவைப்பட்டால், எனக்கு ஒரு மின்னஞ்சல் அனுப்புங்கள்.
மின்னஞ்சல்:
info@pulisichem.cn
தொலைபேசி:
+86-533-3149598