Vísindamenn kynntu nýja stefnu til að auka hvatavirkni með því að nota wolfram suboxíð sem einatóms hvata (SAC). Þessi stefna, sem bætir verulega vetnisþróunarhvarf (HER) í málmplatínu (pt) um 16,3 sinnum, varpar ljósi á þróun nýrrar rafefnafræðilegrar hvatatækni.

Vetni hefur verið lýst sem efnilegur valkostur við jarðefnaeldsneyti. Hins vegar fylgir flestum hefðbundnum vetnisframleiðsluaðferðum í iðnaði umhverfisvandamál, sem losar umtalsvert magn af koltvísýringi og gróðurhúsalofttegundum.

Rafefnafræðileg vatnsklofin er talin möguleg nálgun til hreins vetnisframleiðslu. Pt er einn af algengustu hvatunum til að bæta HER árangur í rafefnafræðilegri vatnsskiptingu, en mikill kostnaður og skortur á Pt eru áfram lykilhindrun fyrir fjöldanotkun í atvinnuskyni.

SACs, þar sem allar málmtegundir eru dreifðar hver fyrir sig á æskilegt stuðningsefni, hafa verið skilgreind sem ein leið til að draga úr magni Pt notkunar, þar sem þeir bjóða upp á hámarksfjölda yfirborðsútsettra Pt atóma.

Innblásin af fyrri rannsóknum, sem aðallega beindust að SACs studd af kolefnisbundnum efnum, rannsakaði KAIST rannsóknarteymi undir forystu prófessors Jinwoo Lee frá efna- og lífsameindaverkfræðideild áhrif stuðningsefna á frammistöðu SACs.

Prófessor Lee og vísindamenn hans lögðu til mesoporous wolfram suboxide sem nýtt stoðefni fyrir atómdreifða Pt, þar sem búist var við að þetta myndi veita mikla rafeindaleiðni og hafa samverkandi áhrif með Pt.

Þeir báru saman árangur eins atóms Pt sem studdur er af kolefni og wolfram suboxíði í sömu röð. Niðurstöðurnar leiddu í ljós að stuðningsáhrifin áttu sér stað með wolfram suboxíði, þar sem massavirkni eins atóms Pt studd af wolfram suboxíði var 2,1 sinnum meiri en eins atóms Pt studd af kolefni og 16,3 sinnum meiri en Pt. nanóagnir studdar af kolefni.

Teymið gaf til kynna breytingu á rafrænni uppbyggingu Pt með hleðsluflutningi frá wolfram suboxíði í Pt. Greint var frá þessu fyrirbæri sem afleiðing af sterkri málmstuðningsvíxlverkun milli Pt og wolfram suboxíðs.

Árangur HER er hægt að bæta ekki aðeins með því að breyta rafrænni uppbyggingu studda málmsins, heldur einnig með því að framkalla önnur stuðningsáhrif, yfirfallsáhrif, sagði rannsóknarhópurinn. Vetnisútfall er fyrirbæri þar sem aðsogað vetni flyst frá einu yfirborði til annars og það á sér stað auðveldara eftir því sem Pt stærðin minnkar.

Rannsakendur báru saman frammistöðu eins atóma Pt og Pt nanóagna sem studdar eru af wolfram suboxíði. Einsatóma Pt sem studd er af wolfram suboxíði sýndi hærra stigi vetnisútfallsfyrirbæri, sem jók Pt massavirkni fyrir vetnisþróun allt að 10,7 sinnum samanborið við Pt nanóagnir sem studdar eru af wolfram suboxíði.

Prófessor Lee sagði: „Að velja rétta stuðningsefnið er mikilvægt til að bæta rafhvata í vetnisframleiðslu. Wolfram suboxíð hvatinn sem við notuðum til að styðja við Pt í rannsókninni okkar gefur til kynna að víxlverkun milli málmsins og stuðningsins sem passar vel getur aukið skilvirkni ferlisins verulega.