Lekolînwanan stratejiyek nû ji bo zêdekirina çalakiya katalîtîk bi karanîna suboxide tungsten wekî katalîzatorek yek-atom (SAC) pêşkêş kirin. Ev stratejî, ku reaksiyona pêşkeftina hîdrojenê (HER) di platînuma metalê (pt) de 16,3 carî bi girîngî çêtir dike, ronahiyê dide pêşkeftina teknolojiyên nû yên katalîzatorê elektrokîmyayî.

Hîdrojen ji bo sotemeniyên fosîl wekî alternatîfek hêvdar tê binav kirin. Lêbelê, piraniya rêbazên hilberîna hîdrojenê yên pîşesazî yên kevneşopî bi pirsgirêkên jîngehê re têne, rêjeyên girîng ên karbondîoksîtê û gazên serayê têne berdan.

Parçebûna avê ya elektrokîmyayî ji bo hilberîna hîdrojena paqij nêzîkatiyek potansiyel tê hesibandin. Pt yek ji katalîzatorên ku herî gelemperî tê bikar anîn ji bo baştirkirina performansa HER-ê di dabeşkirina avê ya elektrokîmyayî de ye, lê lêçûna bilind û kêmbûna Pt ji bo serîlêdanên bazirganî yên girseyî astengên sereke dimîne.

SAC, ku hemî celebên metal bi rengek kesane li ser materyalek piştgirî ya xwestinê têne belav kirin, wekî yek rêyek ji bo kêmkirina karanîna Pt-ê hatine nas kirin, ji ber ku ew hejmara herî zêde ya atomên Pt-ê yên vekirî pêşkêşî dikin.

Bi îlhama lêkolînên berê, yên ku bi giranî li ser SAC-ên ku ji hêla materyalên karbon-based ve têne piştgirî kirin, tîmê lêkolînek KAIST ku ji hêla Profesor Jinwoo Lee ve ji Beşa Endezyariya Kîmyewî û Biomolekuler ve hatî rêve kirin, bandora materyalên piştgiriyê li ser performansa SAC-an lêkolîn kir.

Profesor Lee û lêkolînerên wî suboksîda tungstenê ya mezopor wekî materyalek piştgirî ya nû ji bo Pt-ya ku bi atomî belavbûyî pêşniyar kir, ji ber ku tê çaverê kirin ku ev guheztina elektronîkî ya bilind peyda bike û bi Pt re xwedî bandorek hevrêzî be.

Wan performansa yek-atom Pt ku bi rêzê ji hêla karbon û suboksîdê tungsten ve hatî piştgirî kirin berhev kirin. Encaman diyar kir ku bandora piştgiriyê bi suboksîda tungstenê pêk hat, ku tê de çalakiya girseyî ya Pt yek-atomek ku ji hêla suboksîda tungstenê ve hatî piştgirî kirin 2,1 qat ji ya Pt yek-atom a ku bi karbonê piştgirî tê piştgirî kirin, û 16,3 carî ji ya Pt mezintir bû. nanoparçeyên ku ji hêla karbonê ve têne piştgirî kirin.

Tîm guhertinek di avahiya elektronîkî ya Pt de bi veguheztina barkirinê ji suboksîdê tungstenê berbi Pt destnîşan kir. Ev diyarde di encama pêwendiya bihêz a metal-piştgiriya di navbera Pt û suboxide tungsten de hate ragihandin.

Koma lêkolînê ragihand ku performansa HER ne tenê bi guheztina strûktûra elektronîkî ya metala piştgirîkirî, lê di heman demê de bi peydakirina bandorek piştgirî ya din, bandora spillover, çêtir dibe. Avêtina hîdrojenê diyardeyek e ku hîdrojena adorkirî ji rûyek din koç dike, û her ku mezinahiya Pt piçûktir dibe ew hêsantir pêk tê.

Lekolînwan performansa nanoparçeyên Pt û Pt yên yek-atomî yên ku ji hêla suboksîdê tungstenê ve têne piştgirî kirin berhev kirin. Pt-ya yek-atom a ku ji hêla suboksîdê tungsten ve hatî piştgirî kirin dereceyek bilindtir a diyardeya belavbûna hîdrojenê nîşan da, ku çalakiya girseyî ya Pt ji bo pêşkeftina hîdrojenê 10,7 carî li gorî nanoparçeyên Pt yên ku ji hêla suboksîdê tungsten ve têne piştgirî kirin zêde kir.

Profesor Lee got, "Hilbijartina materyalê piştgirî ya rast ji bo baştirkirina elektrokatalîza di hilberîna hîdrojenê de girîng e. Katalîzatorê suboksîdê tungstenê ku me ji bo piştgirîkirina Pt di lêkolîna xwe de bikar anî, tê vê wateyê ku danûstendinên di navbera metala baş û piştgirîyê de dikare karbidestiya pêvajoyê bi tundî zêde bike.