Tha fios aig luchd-saidheans o chionn fhada gur e platanam an inneal as fheàrr airson a bhith a’ sgoltadh mholacilean uisge gus gas hydrogen a dhèanamh. Tha sgrùdadh ùr le luchd-rannsachaidh Oilthigh Brown a’ sealltainn carson a tha platanam ag obair cho math - agus chan e sin an adhbhar a thathas a’ gabhail ris.

Tha an rannsachadh, a chaidh fhoillseachadh ann an ACS Catalysis, a’ cuideachadh le fuasgladh fhaighinn air ceist rannsachaidh a tha faisg air ceud bliadhna a dh’aois, tha na h-ùghdaran ag ràdh. Agus dh’ fhaodadh e cuideachadh le bhith a’ dealbhadh catalysts ùra airson a bhith a’ dèanamh hydrogen a tha nas saoire agus nas pailte na platinum. Dh’ fhaodadh sin cuideachadh aig a’ cheann thall le bhith a’ lughdachadh sgaoilidhean bho chonnadh fosail.

“Mas urrainn dhuinn faighinn a-mach ciamar a nì sinn hydrogen gu saor agus gu h-èifeachdach, bidh e a’ fosgladh an dorais gu mòran fhuasglaidhean pragmatach airson connadh gun fosail agus ceimigean,” thuirt Anndra Peterson, àrd-ollamh co-cheangailte ann an Sgoil Innleadaireachd Brown agus àrd-ùghdar an sgrùdaidh. . “Faodar hydrogen a chleachdadh ann an ceallan connaidh, còmhla ri cus CO2 gus connadh a dhèanamh no còmhla ri naitridean gus todhar ammonia a dhèanamh. Tha tòrr as urrainn dhuinn a dhèanamh le hydrogen, ach airson uisge a thoirt air falbh bho stòr hydrogen scalable, feumaidh sinn inneal-brosnachaidh nas saoire.”

Bidh dealbhadh catalysts ùra a’ tòiseachadh le bhith a’ tuigsinn dè a tha a’ dèanamh platanam cho sònraichte airson an ath-bhualadh seo, tha Peterson ag ràdh, agus sin a bha an rannsachadh ùr seo ag amas air obrachadh a-mach.

Tha soirbheachas Platinum air a bhith air sgàth an lùth ceangail aige “Goldilocks”. Bidh catalysts sàr-mhath a’ cumail grèim air moileciuilean a tha ag ath-bhualadh gun a bhith ro sgaoilte no ro theann, ach am badeigin sa mheadhan. Ceangail na moileciuilean ro sgaoilte agus tha e duilich tòiseachadh air freagairt. Ceangail iad ro theann agus bidh moileciuilean a’ cumail ri uachdar a’ chatalaiche, a’ fàgail freagairt duilich a choileanadh. Tha an lùth ceangail de hydrogen air platinum dìreach a’ tachairt gus an dà phàirt den fhreagairt sgoltadh uisge a chothromachadh gu foirfe - agus mar sin tha a’ mhòr-chuid de luchd-saidheans air a chreidsinn gur e am feart sin a tha a’ dèanamh platanam cho math.

Ach bha adhbharan ann ceasnachadh an robh an dealbh sin ceart, tha Peterson ag ràdh. Mar eisimpleir, tha lùth ceangail aig stuth ris an canar molybdenum disulfide (MoS2) coltach ri platanam, ach tha e na inneal-brosnachaidh fada nas miosa airson freagairt sgoltadh uisge. Tha sin a’ nochdadh nach urrainn lùth ceangailteach a bhith na sgeul slàn, tha Peterson ag ràdh.

Gus faighinn a-mach dè bha a’ tachairt, rinn e fhèin agus a cho-obraichean sgrùdadh air an ath-bhualadh sgoltadh uisge air catalysts platanam a’ cleachdadh dòigh sònraichte a leasaich iad gus atharrais air giùlan dadaman agus dealanan fa leth ann an ath-bheachdan electrochemical.

Sheall an sgrùdadh nach eil na dadaman hydrogen a tha ceangailte ri uachdar platanam aig lùth ceangail “Goldilocks” a’ gabhail pàirt anns an ath-bhualadh idir nuair a tha an ìre ath-bhualadh àrd. An àite sin, bidh iad gan neadachadh fhèin taobh a-staigh còmhdach criostalach uachdar a’ phlatinum, far a bheil iad fhathast nan luchd-amhairc neo-sheasmhach. Tha na dadaman haidridean a bhios a’ gabhail pàirt san ath-bhualadh fada nas laige na an lùth “Goldilocks” a thathas ag ràdh. Agus an àite a bhith a 'neadachadh anns a' chliath, bidh iad nan suidhe aig mullach nan atoman platinum, far am faod iad coinneachadh ri chèile gus gas H2 a chruthachadh.

Is e an saorsa gluasaid sin airson dadaman hydrogen air an uachdar a tha a’ dèanamh platanam cho reactive, tha an luchd-rannsachaidh a’ co-dhùnadh.

“Is e na tha seo ag innse dhuinn nach e a bhith a’ coimhead airson an lùth ceangail ‘Goldilocks’ seo am prionnsapal dealbhaidh ceart airson na sgìre àrd-ghnìomhachd," thuirt Peterson. “Tha sinn a’ moladh gur e dealbhadh catalysts a chuireas hydrogen anns an t-suidheachadh gluasadach is reactive seo an dòigh air adhart. ”