Gipresentar sa mga tigdukiduki ang usa ka bag-ong estratehiya alang sa pagpauswag sa kalihokan sa catalytic gamit ang tungsten suboxide ingon usa ka single-atom catalyst (SAC). Kini nga estratehiya, nga labi nga nagpauswag sa reaksyon sa ebolusyon sa hydrogen (HER) sa metal platinum (pt) sa 16.3 ka beses, naghatag kahayag sa pag-uswag sa bag-ong mga teknolohiya sa electrochemical catalyst.

Ang hydrogen giila nga usa ka maayong alternatibo sa fossil fuel. Bisan pa, kadaghanan sa naandan nga industriyal nga mga pamaagi sa produksiyon sa hydrogen adunay mga isyu sa kalikopan, nga nagpagawas sa daghang kantidad sa carbon dioxide ug greenhouse gas.

Ang electrochemical water splitting giisip nga usa ka potensyal nga pamaagi alang sa limpyo nga produksyon sa hydrogen. Ang Pt maoy usa sa kasagarang gigamit nga mga catalyst aron mapalambo ang HER performance sa electrochemical water splitting, apan ang taas nga gasto ug kanihit sa Pt nagpabiling yawe nga mga babag sa mass commercial nga mga aplikasyon.

Ang mga SAC, diin ang tanan nga mga espisye sa metal gitagsa-tagsa nga nagkatag sa usa ka gitinguha nga materyal nga suporta, giila nga usa ka paagi aron makunhuran ang gidaghanon sa paggamit sa Pt, tungod kay gitanyag nila ang labing kadaghan nga nahayag sa nawong nga mga atomo sa Pt.

Nadasig sa naunang mga pagtuon, nga nag-una nga naka-focus sa mga SAC nga gisuportahan sa carbon-based nga mga materyales, usa ka KAIST research team nga gipangulohan ni Propesor Jinwoo Lee gikan sa Department of Chemical ug Biomolecular Engineering nag-imbestigar sa impluwensya sa mga materyales sa pagsuporta sa performance sa mga SAC.

Gisugyot ni Propesor Lee ug sa iyang mga tigdukiduki ang mesoporous tungsten suboxide isip usa ka bag-ong materyal nga suporta alang sa atomically dispersed nga Pt, tungod kay kini gilauman nga makahatag og taas nga electronic conductivity ug adunay usa ka synergetic nga epekto sa Pt.

Gitandi nila ang performance sa single-atom Pt nga gisuportahan sa carbon ug tungsten suboxide matag usa. Gipadayag sa mga resulta nga ang epekto sa suporta nahitabo sa tungsten suboxide, diin ang mass activity sa usa ka single-atom nga Pt nga gisuportahan sa tungsten suboxide mao ang 2.1 ka beses nga mas dako kaysa sa single-atom nga Pt nga gisuportahan sa carbon, ug 16.3 ka beses nga mas taas kaysa sa Pt. nanoparticle nga gisuportahan sa carbon.

Gipakita sa team ang pagbag-o sa elektronik nga istruktura sa Pt pinaagi sa pagbalhin sa bayad gikan sa tungsten suboxide ngadto sa Pt. Kini nga panghitabo gitaho ingon usa ka sangputanan sa lig-on nga interaksyon nga suporta sa metal tali sa Pt ug tungsten suboxide.

Ang HER performance mahimong mapauswag dili lamang pinaagi sa pagbag-o sa elektronik nga istruktura sa gisuportahan nga metal, apan pinaagi usab sa pag-aghat sa lain nga epekto sa suporta, ang epekto sa spillover, ang taho sa grupo sa panukiduki. Ang hydrogen spillover kay usa ka panghitabo diin ang adsorbed hydrogen molalin gikan sa usa ka nawong ngadto sa lain, ug kini mahitabo nga mas sayon ​​samtang ang Pt nga gidak-on mahimong mas gamay.

Gitandi sa mga tigdukiduki ang performance sa single-atom nga Pt ug Pt nanoparticle nga gisuportahan sa tungsten suboxide. Ang single-atom nga Pt nga gisuportahan sa tungsten suboxide nagpakita sa usa ka mas taas nga lebel sa hydrogen spillover phenomenon, nga nagpalambo sa Pt mass activity alang sa hydrogen evolution hangtod sa 10.7 ka beses kumpara sa Pt nanoparticle nga gisuportahan sa tungsten suboxide.

Si Propesor Lee miingon, "Ang pagpili sa husto nga materyal nga suporta hinungdanon alang sa pagpaayo sa electrocatalysis sa produksiyon sa hydrogen. Ang tungsten suboxide catalyst nga among gigamit sa pagsuporta sa Pt sa among pagtuon nagpasabot nga ang mga interaksyon tali sa maayo nga pagkaparehas nga metal ug suporta makapausbaw pag-ayo sa kaepektibo sa proseso.