বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরেই জানেন যে প্ল্যাটিনাম হাইড্রোজেন গ্যাস তৈরি করতে জলের অণুগুলিকে বিভক্ত করার জন্য সর্বোত্তম অনুঘটক। ব্রাউন ইউনিভার্সিটির গবেষকদের একটি নতুন সমীক্ষা দেখায় যে কেন প্ল্যাটিনাম এত ভাল কাজ করে - এবং এটি অনুমান করা হয়েছে এমন কারণ নয়।

এসিএস ক্যাটালাইসিসে প্রকাশিত গবেষণাটি প্রায় শতাব্দী প্রাচীন গবেষণা প্রশ্ন সমাধান করতে সাহায্য করে, লেখকরা বলেছেন। এবং এটি হাইড্রোজেন তৈরির জন্য নতুন অনুঘটক ডিজাইনে সহায়তা করতে পারে যা প্লাটিনামের চেয়ে সস্তা এবং প্রচুর। এটি শেষ পর্যন্ত জীবাশ্ম জ্বালানি থেকে নির্গমন কমাতে সাহায্য করতে পারে।

ব্রাউনস স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং-এর সহযোগী অধ্যাপক এবং গবেষণার সিনিয়র লেখক অ্যান্ড্রু পিটারসন বলেন, "যদি আমরা কীভাবে সস্তায় এবং দক্ষতার সাথে হাইড্রোজেন তৈরি করতে পারি, এটি জীবাশ্ম-মুক্ত জ্বালানি এবং রাসায়নিকের জন্য অনেক বাস্তবসম্মত সমাধানের দরজা খুলে দেয়।" . "হাইড্রোজেন জ্বালানী কোষে ব্যবহার করা যেতে পারে, অতিরিক্ত CO2 এর সাথে জ্বালানী তৈরি করতে বা নাইট্রোজেনের সাথে মিলিত হয়ে অ্যামোনিয়া সার তৈরি করা যেতে পারে। হাইড্রোজেনের সাথে আমরা অনেক কিছু করতে পারি, কিন্তু জলকে বিভক্ত করে একটি মাপযোগ্য হাইড্রোজেন উৎস করতে, আমাদের একটি সস্তা অনুঘটকের প্রয়োজন।"

নতুন অনুঘটক ডিজাইন করা এই প্রতিক্রিয়াটির জন্য প্ল্যাটিনামকে কী বিশেষ করে তোলে তা বোঝার সাথে শুরু হয়, পিটারসন বলেছেন, এবং এই নতুন গবেষণার উদ্দেশ্য এটিই বের করা।

প্ল্যাটিনামের সাফল্য দীর্ঘকাল ধরে এর "গোল্ডিলক্স" বাঁধাই শক্তির জন্য দায়ী করা হয়েছে। আদর্শ অনুঘটক অণুগুলিকে খুব ঢিলেঢালা বা খুব শক্তভাবে বিক্রি করে না, কিন্তু মাঝখানে কোথাও ধরে রাখে। অণুগুলিকে খুব শিথিলভাবে আবদ্ধ করুন এবং একটি প্রতিক্রিয়া শুরু করা কঠিন। এগুলিকে খুব শক্তভাবে বেঁধে রাখুন এবং অনুগুলি অনুঘটকের পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকে, একটি প্রতিক্রিয়া সম্পূর্ণ করা কঠিন করে তোলে। প্ল্যাটিনামের উপর হাইড্রোজেনের বাঁধাই শক্তি শুধুমাত্র জল-বিভাজন প্রতিক্রিয়ার দুটি অংশের মধ্যে পুরোপুরি ভারসাম্য বজায় রাখে - এবং তাই বেশিরভাগ বিজ্ঞানী বিশ্বাস করেছেন যে এটি সেই বৈশিষ্ট্য যা প্ল্যাটিনামকে এত ভাল করে তোলে।

কিন্তু সেই ছবি সঠিক ছিল কিনা তা নিয়ে প্রশ্ন তোলার কারণ ছিল, পিটারসন বলেছেন। উদাহরণস্বরূপ, মলিবডেনাম ডিসালফাইড (MoS2) নামক একটি উপাদানের প্ল্যাটিনামের মতো একটি বাঁধাই শক্তি রয়েছে, তবুও এটি জল-বিভাজন প্রতিক্রিয়ার জন্য আরও খারাপ অনুঘটক। এটি পরামর্শ দেয় যে বাঁধাই শক্তি সম্পূর্ণ গল্প হতে পারে না, পিটারসন বলেছেন।

কী ঘটছে তা খুঁজে বের করার জন্য, তিনি এবং তার সহকর্মীরা প্ল্যাটিনাম অনুঘটকের উপর জল-বিভাজন প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করেছিলেন একটি বিশেষ পদ্ধতি ব্যবহার করে যা তারা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ায় পৃথক পরমাণু এবং ইলেকট্রনের আচরণ অনুকরণ করতে তৈরি করেছিল।

বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি যেগুলি "গোল্ডিলক্স" বাঁধাই শক্তিতে প্লাটিনামের পৃষ্ঠের সাথে আবদ্ধ থাকে তারা প্রতিক্রিয়া হার বেশি হলে প্রতিক্রিয়ায় অংশ নেয় না। পরিবর্তে, তারা নিজেদেরকে প্ল্যাটিনামের পৃষ্ঠের স্ফটিক স্তরের মধ্যে বাসা বাঁধে, যেখানে তারা জড় পথিক থেকে যায়। যে হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে তারা অনুমিত "গোল্ডিলক্স" শক্তির চেয়ে অনেক বেশি দুর্বলভাবে আবদ্ধ। এবং জালিতে বাসা বাঁধার পরিবর্তে, তারা প্ল্যাটিনাম পরমাণুর উপরে বসে, যেখানে তারা H2 গ্যাস গঠনের জন্য একে অপরের সাথে মিলিত হতে পারে।

এটি পৃষ্ঠের হাইড্রোজেন পরমাণুর জন্য আন্দোলনের স্বাধীনতা যা প্ল্যাটিনামকে এত প্রতিক্রিয়াশীল করে তোলে, গবেষকরা উপসংহারে পৌঁছেছেন।

"এটি আমাদের যা বলে যে এই 'গোল্ডিলক্স' বাইন্ডিং শক্তির সন্ধান করা উচ্চ কার্যকলাপ অঞ্চলের জন্য সঠিক নকশা নীতি নয়," পিটারসন বলেছিলেন। "আমরা পরামর্শ দিই যে অনুঘটকগুলি ডিজাইন করা যা হাইড্রোজেনকে এই অত্যন্ত মোবাইল এবং প্রতিক্রিয়াশীল অবস্থায় রাখে।"