Thaisbean luchd-rannsachaidh ro-innleachd ùr airson gnìomhachd catalaíoch àrdachadh a’ cleachdadh suboxide tungstain mar chatalyst aon-atom (SAC). Tha an ro-innleachd seo, a tha gu mòr a’ leasachadh ath-bhualadh mean-fhàs hydrogen (HER) ann am platinum meatailt (pt) 16.3 uair, a’ tilgeil solas air leasachadh theicneòlasan catalyst electrochemical ùra.

Thathas air bruidhinn ri hydrogen mar roghainn gealltanach an àite connadh fosail. Ach, tha a’ mhòr-chuid de dhòighean cinneasachaidh hydrogen gnìomhachais àbhaisteach a’ tighinn le cùisean àrainneachd, a’ leigeil ma sgaoil mòran de charbon dà-ogsaid agus gasaichean taigh-glainne.

Thathas den bheachd gu bheil sgoltadh uisge electroceimiceach mar dhòigh-obrach a dh’ fhaodadh a bhith ann airson cinneasachadh haidridean glan. Is e Pt aon de na catalysts as cumanta a chleachdar gus coileanadh HER a leasachadh ann an sgoltadh uisge electrochemical, ach tha cosgais àrd agus gainnead Pt fhathast nam prìomh chnapan-starra a thaobh mòr-chleachdadh malairteach.

Tha SACn, far a bheil a h-uile gnè meatailt air a sgapadh leotha fhèin air stuth taic a thathar ag iarraidh, air an comharrachadh mar aon dòigh air an ìre de chleachdadh Pt a lughdachadh, leis gu bheil iad a’ tabhann an àireamh as motha de atoman Pt fosgailte air uachdar.

Air a bhrosnachadh le sgrùdaidhean na bu thràithe, a bha gu sònraichte ag amas air SACn le taic bho stuthan stèidhichte air gualain, rinn sgioba rannsachaidh KAIST air a stiùireadh leis an Àrd-ollamh Jinwoo Lee bho Roinn Innleadaireachd Ceimigeach agus Bith-mholacileach sgrùdadh air buaidh stuthan taice air coileanadh SACn.

Mhol an t-Àrd-ollamh Lee agus an luchd-rannsachaidh aige suboxide tungstain mesoporous mar stuth taice ùr airson Pt a tha air a sgapadh gu atamach, oir bha dùil gun toireadh seo seachad giùlan dealanach àrd agus gum biodh buaidh synergetic aige le Pt.

Rinn iad coimeas eadar coileanadh Pt aon-atom le taic bho carbon agus tungsten suboxide fa leth. Sheall na co-dhùnaidhean gun do thachair a’ bhuaidh taic le suboxide tungstain, anns an robh gnìomhachd mòr Pt aon-atom le taic bho suboxide tungstain 2.1 uair nas motha na an ìre de aon-atom Pt le taic bho charbon, agus 16.3 uair nas àirde na gnìomhachd Pt. nanoparticles le taic bho charbon.

Chomharraich an sgioba atharrachadh ann an structar dealanach Pt tro ghluasad cosgais bho suboxide tungsten gu Pt. Chaidh aithris air an iongantas seo mar thoradh air eadar-obrachadh làidir le taic meatailt eadar Pt agus suboxide tungsten.

Faodar coileanadh HER a leasachadh chan ann a-mhàin le bhith ag atharrachadh structar dealanach a’ mheatailt le taic, ach cuideachd le bhith a’ toirt buaidh taic eile, a’ bhuaidh dòrtadh, thuirt a’ bhuidheann rannsachaidh. Tha dòrtadh de hydrogen na iongantas far a bheil hydrogen adsorbed a’ gluasad bho aon uachdar gu uachdar eile, agus bidh e a’ tachairt nas fhasa leis gu bheil meud Pt a’ fàs nas lugha.

Rinn an luchd-rannsachaidh coimeas eadar coileanadh nanoparticles aon-atom Pt agus Pt le taic bho suboxide tungstain. Bha am Pt aon-atom le taic bho tungstain suboxide a’ taisbeanadh ìre nas àirde de dh’ iongantas dòrtadh haidridean, a leasaich gnìomhachd tomad Pt airson mean-fhàs haidridean suas gu 10.7 tursan an coimeas ri Pt nanoparticles le taic bho suboxide tungsten.

Thuirt an t-Àrd-ollamh Lee, “Tha taghadh an stuth taic ceart cudromach airson a bhith a’ leasachadh electrocatalysis ann an cinneasachadh hydrogen. Tha an catalyst suboxide tungstain a chleachd sinn gus taic a thoirt do Pt nar sgrùdadh a’ ciallachadh gum faod eadar-obrachadh eadar meatailt le deagh chothromachadh agus taic cur gu mòr ri èifeachdas a’ phròiseis.”