Undersikers presinteare in nije strategy foar it ferbetterjen fan katalytyske aktiviteit mei wolfraam suboxide as in single-atom catalyst (SAC). Dizze strategy, dy't de reaksje fan wetterstofevolúsje (HER) yn metaal platina (pt) signifikant ferbettere mei 16,3 kear, smyt ljocht op 'e ûntwikkeling fan nije elektrogemyske katalysatortechnologyen.

Hydrogen is touted as in kânsryk alternatyf foar fossile brânstoffen. De measte fan 'e konvinsjonele yndustriële wetterstofproduksjemetoaden komme lykwols mei miljeuproblemen, wêrtroch signifikante hoemannichten koalstofdiokside en broeikasgassen frijlitte.

Elektrogemyske wettersplitsing wurdt beskôge as in potinsjele oanpak foar skjinne wetterstofproduksje. Pt is ien fan 'e meast brûkte katalysatoren om HER-prestaasjes te ferbetterjen yn elektrogemyske wettersplitsing, mar de hege kosten en krapte fan Pt bliuwe wichtige obstakels foar massale kommersjele applikaasjes.

SAC's, wêr't alle metalen soarten yndividueel ferspraat binne op in winske stipemateriaal, binne identifisearre as ien manier om it bedrach fan Pt-gebrûk te ferminderjen, om't se it maksimale oantal oerflak bleatstelde Pt-atomen biede.

Ynspirearre troch eardere stúdzjes, dy't benammen rjochte op SACs stipe troch koalstof-basearre materialen, in KAIST ûndersyk team ûnder lieding fan professor Jinwoo Lee út de ôfdieling Chemical en Biomolecular Engineering ûndersocht de ynfloed fan stipe materialen op de prestaasjes fan SACs.

Professor Lee en syn ûndersikers suggerearre mesoporous wolfraam suboxide as in nij stipe materiaal foar atomically ferspraat Pt, as dit waard ferwachte te foarsjen hege elektroanyske conductivity en hawwe in synergetysk effekt mei Pt.

Se fergelike de prestaasjes fan single-atom Pt stipe troch respektivelik koalstof en wolfraam suboxide. De resultaten die bliken dat de stipe effekt barde mei wolfraam suboxide, wêryn de massa aktiviteit fan in single-atoom Pt stipe troch wolfraam suboxide wie 2,1 kear grutter as dy fan single-atom Pt stipe troch koalstof, en 16,3 kear heger as dy fan Pt nanopartikels stipe troch koalstof.

It team oanjûn in feroaring yn 'e elektroanyske struktuer fan Pt fia lading oerdracht fan wolfraam suboxide nei Pt. Dit ferskynsel waard rapportearre as gefolch fan sterke metaal-stipe ynteraksje tusken Pt en wolfraam suboxide.

HER-prestaasjes kinne net allinich ferbettere wurde troch de elektroanyske struktuer fan it stipe metaal te feroarjen, mar ek troch in oare stipe-effekt te stimulearjen, it spillover-effekt, rapportearre de ûndersyksgroep. Hydrogen spillover is in ferskynsel dêr't adsorbed wetterstof migrates fan it iene oerflak nei it oare, en it komt makliker as de Pt grutte wurdt lytser.

De ûndersikers fergelike de prestaasjes fan single-atom Pt en Pt nanopartikels stipe troch wolfraam suboxide. De single-atom Pt stipe troch wolfraam suboxide eksposearre in hegere graad fan wetterstof spillover fenomeen, dy't fersterke de Pt massa aktiviteit foar wetterstof evolúsje oant 10.7 kear fergelike mei Pt nanopartikels stipe troch wolfraam suboxide.

Professor Lee sei: "It kiezen fan it juste stipemateriaal is wichtich foar it ferbetterjen fan elektrokatalyse yn wetterstofproduksje. De wolfraam-suboxide-katalysator dy't wy brûkten om Pt te stypjen yn ús stúdzje ymplisearret dat ynteraksjes tusken it goed oerienkommende metaal en stipe de effisjinsje fan it proses drastysk kinne ferbetterje.