ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಏಕ-ಪರಮಾಣು ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ (SAC) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವೇಗವರ್ಧಕ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೊಸ ತಂತ್ರವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಿದರು. ಲೋಹದ ಪ್ಲಾಟಿನಂ (pt) ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎವಲ್ಯೂಷನ್ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು (HER) 16.3 ಪಟ್ಟು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುವ ಈ ತಂತ್ರವು ಹೊಸ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲುತ್ತದೆ.

ಜಲಜನಕವನ್ನು ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಭರವಸೆಯ ಪರ್ಯಾಯವೆಂದು ಹೆಸರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನಗಳು ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಬರುತ್ತವೆ, ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಶುದ್ಧ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ವಿಧಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು Pt ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಆದರೆ Pt ಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕೊರತೆಯು ಸಾಮೂಹಿಕ ವಾಣಿಜ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಅಡಚಣೆಗಳಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ.

SACಗಳು, ಎಲ್ಲಾ ಲೋಹದ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಬೆಂಬಲ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಹರಡಿರುತ್ತವೆ, Pt ಬಳಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳು ಗರಿಷ್ಠ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೇಲ್ಮೈ ತೆರೆದಿರುವ Pt ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.

ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ SAC ಗಳ ಮೇಲೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದ ಹಿಂದಿನ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿದೆ, ಕೆಮಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಬಯೋಮಾಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಿಭಾಗದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಜಿನ್ವೂ ಲೀ ನೇತೃತ್ವದ KAIST ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು SAC ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಬೆಂಬಲ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದೆ.

ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಲೀ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಂಶೋಧಕರು ಮೆಸೊಪೊರಸ್ ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಪರಮಾಣು ಚದುರಿದ Pt ಗೆ ಹೊಸ ಬೆಂಬಲ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಸೂಚಿಸಿದರು, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Pt ನೊಂದಿಗೆ ಸಿನರ್ಜಿಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಅವರು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಏಕ-ಪರಮಾಣು Pt ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದರು. ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಬೆಂಬಲದ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಭವಿಸಿದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದವು, ಇದರಲ್ಲಿ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಏಕ-ಪರಮಾಣು Pt ಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಇಂಗಾಲದಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಏಕ-ಪರಮಾಣು Pt ಗಿಂತ 2.1 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ ಮತ್ತು Pt ಗಿಂತ 16.3 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಇಂಗಾಲದಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ.

ತಂಡವು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಪಂ.ಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೂಲಕ Pt ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಿತು. Pt ಮತ್ತು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್ ನಡುವಿನ ಬಲವಾದ ಲೋಹದ-ಬೆಂಬಲದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.

ಬೆಂಬಲಿತ ಲೋಹದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಮತ್ತೊಂದು ಬೆಂಬಲ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅವಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಸ್ಪಿಲ್‌ಓವರ್ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸ್ಪಿಲ್‌ಓವರ್ ಒಂದು ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಿದ್ದು, ಆಡ್ಸರ್ಬ್ಡ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಒಂದು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Pt ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗುವುದರಿಂದ ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಏಕ-ಪರಮಾಣು Pt ಮತ್ತು Pt ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೋಲಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಏಕ-ಪರಮಾಣು Pt ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸ್ಪಿಲ್‌ಓವರ್ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಇದು ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬಾಕ್ಸೈಡ್‌ನಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ Pt ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಕಾಸಕ್ಕಾಗಿ Pt ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು 10.7 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು.

ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಲೀ ಹೇಳಿದರು, "ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸಿಸ್ ಅನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಸರಿಯಾದ ಬೆಂಬಲ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ Pt ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ನಾವು ಬಳಸಿದ ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಸಬ್‌ಆಕ್ಸೈಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಲೋಹ ಮತ್ತು ಬೆಂಬಲದ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.