Nanostrukturat e iridiumit të projektuara posaçërisht të depozituara në oksidin mezoporoz të tantalit rrisin përçueshmërinë, aktivitetin katalitik dhe stabilitetin afatgjatë.
Imazh: Studiuesit në Korenë e Jugut dhe SHBA kanë zhvilluar një katalizator të ri iridiumi me aktivitet të shtuar të reaksionit të evolucionit të oksigjenit për të lehtësuar elektrolizën me kosto efektive të ujit me një membranë shkëmbimi protoni për të prodhuar hidrogjen. mësoni më shumë
Nevojat e botës për energji vazhdojnë të rriten. Energjia e transportueshme e hidrogjenit mban premtime të mëdha në kërkimin tonë për zgjidhje të pastra dhe të qëndrueshme të energjisë. Në këtë drejtim, elektrolizuesit e ujit me membranë shkëmbimi protoni (PEMWE), të cilët shndërrojnë energjinë e tepërt elektrike në energji të transportueshme hidrogjeni përmes elektrolizës së ujit, kanë tërhequr shumë interes. Megjithatë, aplikimi i tij në shkallë të gjerë në prodhimin e hidrogjenit mbetet i kufizuar për shkak të shkallës së ngadaltë të reaksionit të evolucionit të oksigjenit (OER), një komponent i rëndësishëm i elektrolizës, dhe ngarkesa e lartë e katalizatorëve të shtrenjtë të oksidit të metalit si iridiumi (Ir) dhe oksidi i ruteniumit në elektroda është e kufizuar. Prandaj, zhvillimi i katalizatorëve OER me kosto efektive dhe performancë të lartë është i nevojshëm për aplikimin e gjerë të PEMWE.

Kohët e fundit, një ekip kërkimor koreano-amerikan i udhëhequr nga Profesor Changho Park nga Instituti i Shkencës dhe Teknologjisë Gwangju në Korenë e Jugut zhvilloi një katalizator të ri nanostrukturuar të iridiumit bazuar në oksidin mezoporoz të tantalit (Ta2O5) përmes një metode të përmirësuar të reduktimit të acidit formik për të arritur elektrolizë efikase të ujit PEM. Hulumtimi i tyre u botua në internet më 20 maj 2023 dhe do të botohet në Vëllimin 575 të Revistës së Burimeve të Energjisë më 15 gusht 2023. Studimi u bashkëautorua nga Dr. Chaekyong Baik, një studiues në Institutin Korean të Shkencës dhe Teknologjisë (KIST).
“Nanostruktura e Ir e pasur me elektrone është e shpërndarë në mënyrë uniforme në një substrat të qëndrueshëm mezopor Ta2O5 të përgatitur me metodën e shabllonit të butë të kombinuar me procesin rrethues të etilendiaminës, i cili në mënyrë efektive zvogëlon përmbajtjen e Ir të një baterie të vetme PEMWE në 0.3 mg cm-2”, shpjegoi Profesor Park. Është e rëndësishme të theksohet se dizajni inovativ i katalizatorit Ir/Ta2O5 jo vetëm që përmirëson shfrytëzimin e Ir, por gjithashtu ka përçueshmëri më të lartë dhe një sipërfaqe më të madhe elektrokimikisht aktive.
Për më tepër, spektroskopia e fotoelektroneve me rreze X dhe spektroskopia e absorbimit me rreze X zbulojnë bashkëveprime të forta metal-mbështetës midis Ir dhe Ta, ndërsa llogaritjet e teorisë funksionale të dendësisë tregojnë transferimin e ngarkesës nga Ta në Ir, gjë që shkakton lidhje të fortë të adsorbateve si O dhe OH, dhe ruan raportin Ir(III) gjatë procesit të oksidimit OOP. Kjo nga ana tjetër rezulton në rritjen e aktivitetit të Ir/Ta2O5, i cili ka një mbitension më të ulët prej 0.385 V krahasuar me 0.48 V për IrO2.
Ekipi gjithashtu demonstroi eksperimentalisht aktivitetin e lartë OER të katalizatorit, duke vëzhguar një mbitension prej 288 ± 3.9 mV në 10 mA cm-2 dhe një aktivitet masiv Ir dukshëm të lartë prej 876.1 ± 125.1 A g-1 në 1.55 V deri në vlerën përkatëse për Z. Black. Në fakt, Ir/Ta2O5 shfaq aktivitet dhe stabilitet të shkëlqyer OER, gjë që u konfirmua më tej nga më shumë se 120 orë funksionim me një qelizë të vetme të montimit membranë-elektrodë.
Metoda e propozuar ka avantazhin e dyfishtë të uljes së nivelit të ngarkesës Ir dhe rritjes së efikasitetit të OER. "Efikasiteti i rritur i OER plotëson efikasitetin e kostos së procesit PEMWE, duke përmirësuar kështu performancën e tij të përgjithshme. Ky arritje mund të revolucionarizojë komercializimin e PEMWE dhe të përshpejtojë miratimin e tij si një metodë kryesore e prodhimit të hidrogjenit", sugjeron një profesor optimist Park.

Në përgjithësi, ky zhvillim na afron më shumë me arritjen e zgjidhjeve të qëndrueshme të transportit të energjisë me hidrogjen dhe kështu arritjen e statusit neutral ndaj karbonit.
Rreth Institutit të Shkencës dhe Teknologjisë Gwangju (GIST) Instituti i Shkencës dhe Teknologjisë Gwangju (GIST) është një universitet kërkimor i vendosur në Gwangju, Koreja e Jugut. GIST u themelua në vitin 1993 dhe është bërë një nga shkollat ​​më prestigjioze në Korenë e Jugut. Universiteti është i përkushtuar për të krijuar një mjedis të fortë kërkimor që promovon zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë dhe nxit bashkëpunimin midis projekteve kërkimore ndërkombëtare dhe vendase. Duke iu përmbajtur motos "Formues Krenar i Shkencës dhe Teknologjisë së së Ardhmes", GIST renditet vazhdimisht midis universiteteve më të renditura në Korenë e Jugut.
Rreth Autorëve Dr. Changho Park ka qenë profesor në Institutin e Shkencës dhe Teknologjisë Gwangju (GIST) që nga gushti i vitit 2016. Përpara se t'i bashkohej GIST, ai shërbeu si Zëvendëspresident i Samsung SDI dhe mori një diplomë masteri nga Samsung Electronics SAIT. Ai mori diplomat bachelor, master dhe doktoraturë nga Departamenti i Kimisë, Instituti Korean i Shkencës dhe Teknologjisë, përkatësisht në vitet 1990, 1992 dhe 1995. Hulumtimi i tij aktual përqendrohet në zhvillimin e materialeve katalitike për montimet e elektrodave të membranës në qelizat e karburantit dhe elektrolizën duke përdorur karbon nanostrukturor dhe mbështetëse të oksidit të metalit të përzier. Ai ka botuar 126 punime shkencore dhe ka marrë 227 patenta në fushën e tij të ekspertizës.
Dr. Chaekyong Baik është studiues në Institutin Korean të Shkencës dhe Teknologjisë (KIST). Ai është i përfshirë në zhvillimin e katalizatorëve PEMWE OER dhe MEA, me një fokus aktual në katalizatorët dhe pajisjet për reaksionet e oksidimit të amoniakut. Përpara se t'i bashkohej KIST në vitin 2023, Chaekyung Baik mori doktoraturën në Integrimin e Energjisë nga Instituti Gwangju i Shkencës dhe Teknologjisë.
Nanostruktura mezoporoze e iridit e mbështetur nga Ta2O5 e pasur me elektrone mund të rrisë aktivitetin dhe stabilitetin e reaksionit të evolucionit të oksigjenit.
Autorët deklarojnë se nuk kanë interesa financiare konkurruese ose marrëdhënie personale të njohura që mund të kenë ndikuar në punën e paraqitur në këtë artikull.
Mohim përgjegjësie: AAAS dhe EurekAlert! nuk janë përgjegjëse për saktësinë e njoftimeve për shtyp të publikuara në EurekAlert! Çdo përdorim i informacionit nga një organizatë pjesëmarrëse ose përmes sistemit EurekAlert.

Nëse dëshironi më shumë informacion, ju lutem më dërgoni një email.
Email:
info@pulisichem.cn
Tel:
+86-533-3149598