D'Fuerscher hunn eng nei Strategie presentéiert fir d'katalytesch Aktivitéit ze verbesseren andeems Wolfram Suboxid als Single-Atom Katalysator (SAC) benotzt. Dës Strategie, déi d'Waasserstoff Evolutiounsreaktioun (HER) am Metallplatin (pt) ëm 16,3 Mol verbessert, beliicht d'Entwécklung vun neien elektrochemesche Katalysatortechnologien.

Waasserstoff gouf als villverspriechend Alternativ zu fossille Brennstoffer ugesinn. Wéi och ëmmer, déi meescht vun de konventionelle industrielle Waasserstoffproduktiounsmethoden kommen mat Ëmweltproblemer, déi bedeitend Quantitéiten u Kuelendioxid an Treibhausgase fräiginn.

Elektrochemesch Waasserspaltung gëtt als potenziell Approche fir propper Waasserstoffproduktioun ugesinn. Pt ass ee vun de meescht benotzte Katalysatoren fir d'HER Leeschtung an der elektrochemescher Waasseropdeelung ze verbesseren, awer déi héich Käschten a Knappheet vu Pt bleiwen Schlësselhindernisser fir kommerziell Applikatiounen.

SACs, wou all Metallaarten individuell op e gewënschten Ënnerstëtzungsmaterial verspreet sinn, goufen als ee Wee identifizéiert fir d'Quantitéit vum Pt Notzung ze reduzéieren, well se déi maximal Unzuel u Uewerfläch ausgesat Pt Atomer ubidden.

Inspiréiert vu fréiere Studien, déi haaptsächlech op SACs konzentréiert sinn, ënnerstëtzt vu Kuelestoffbaséierte Materialien, huet e KAIST Fuerschungsteam gefouert vum Professer Jinwoo Lee vum Departement fir Chemesch a Biomolekulär Engineering den Afloss vun Ënnerstëtzungsmaterialien op d'Performance vun SACs ënnersicht.

Professer Lee a seng Fuerscher proposéiert mesoporous Wolfram-Suboxid als neit Ënnerstëtzungsmaterial fir atomesch dispergéiert Pt, well dëst erwaart gouf eng héich elektronesch Konduktivitéit ze bidden an e synergeteschen Effekt mat Pt.

Si hunn d'Performance vun Single-Atom Pt verglach, ënnerstëtzt vu Kuelestoff respektiv Wolfram Suboxid. D'Resultater weisen datt den Ënnerstëtzungseffekt mat Wolfram-Suboxid geschitt ass, an deem d'Massaktivitéit vun engem Single-Atom Pt, ënnerstëtzt vum Wolfram-Suboxid, 2,1 Mol méi grouss war wéi dee vun Single-Atom Pt, ënnerstëtzt vu Kuelestoff, an 16,3 Mol méi héich wéi dee vum Pt. Nanopartikel ënnerstëtzt vu Kuelestoff.

D'Team huet eng Ännerung vun der elektronescher Struktur vum Pt iwwer Chargetransfer vum Wolfram-Suboxid op Pt uginn. Dëst Phänomen gouf als Resultat vu staarker Metall-Ënnerstëtzung Interaktioun tëscht Pt a Wolfram-Suboxid gemellt.

D'HER Leeschtung kann net nëmmen verbessert ginn andeems d'elektronesch Struktur vum ënnerstëtzte Metall geännert gëtt, awer och duerch d'Induzéieren vun engem aneren Ënnerstëtzungseffekt, de Spillovereffekt, huet d'Fuerschungsgrupp gemellt. Waasserstoffspillover ass e Phänomen wou adsorbéiert Waasserstoff vun enger Uewerfläch op déi aner migréiert, an et geschitt méi einfach wéi d'Pt Gréisst méi kleng gëtt.

D'Fuerscher hunn d'Performance vun Single-Atom Pt- a Pt-Nanopartikele verglach, ënnerstëtzt vu Wolfram-Suboxid. Den Eenatom Pt ënnerstëtzt vum Wolfram-Suboxid huet e méi héije Grad vu Waasserstoffspillover-Phänomen gewisen, wat d'Pt-Massaktivitéit fir Waasserstoffevolutioun bis zu 10,7 Mol verbessert huet am Verglach mat Pt-Nanopartikelen ënnerstëtzt vum Wolfram-Suboxid.

De Professer Lee sot: "D'Recht Ënnerstëtzungsmaterial auswielen ass wichteg fir d'Elektrokatalyse bei der Waasserstoffproduktioun ze verbesseren. De Wolfram Suboxid Katalysator, dee mir benotzt hunn fir Pt an eiser Studie z'ënnerstëtzen, implizéiert datt Interaktiounen tëscht dem gutt passende Metal an Ënnerstëtzung d'Effizienz vum Prozess drastesch verbesseren.