Истражувачите претставија нова стратегија за подобрување на каталитичката активност користејќи волфрам субоксид како катализатор со еден атом (SAC). Оваа стратегија, која значително ја подобрува реакцијата на еволуција на водород (HER) во метал платина (pt) за 16,3 пати, фрла светлина врз развојот на нови технологии за електрохемиски катализатори.

Водородот се смета за ветувачка алтернатива на фосилните горива. Сепак, повеќето од конвенционалните индустриски методи за производство на водород доаѓаат со еколошки проблеми, ослободувајќи значителни количини на јаглерод диоксид и стакленички гасови.

Електрохемиското разделување на водата се смета за потенцијален пристап за чисто производство на водород. Pt е еден од најчесто користените катализатори за подобрување на перформансите на HER во електрохемиското разделување вода, но високата цена и недостигот на Pt остануваат клучни пречки за масовните комерцијални апликации.

SAC, каде што сите метални видови се поединечно дисперзирани на посакуваниот потпорен материјал, се идентификувани како еден начин да се намали количината на употреба на Pt, бидејќи тие нудат максимален број на површински изложени атоми на Pt.

Инспириран од претходните студии, кои главно се фокусираа на SAC поддржани од материјали базирани на јаглерод, истражувачки тим KAIST предводен од професорот Jinwoo Lee од Одделот за хемиско и биомолекуларно инженерство го истражуваше влијанието на материјалите за поддршка врз перформансите на SAC.

Професорот Ли и неговите истражувачи предложија мезопорозен волфрам субоксид како нов потпорен материјал за атомски дисперзиран Pt, бидејќи се очекуваше тоа да обезбеди висока електронска спроводливост и да има синергетски ефект со Pt.

Тие ги споредија перформансите на Pt со еден атом поддржан од јаглерод и волфрам субоксид соодветно. Резултатите открија дека потпорниот ефект се случил со волфрамово субоксид, во кој масовната активност на еден атом Pt поддржана од волфрам субоксид била 2,1 пати поголема од онаа на еден атом Pt поддржан од јаглерод и 16,3 пати поголема од онаа на Pt наночестички поддржани од јаглерод.

Тимот укажа на промена во електронската структура на Pt преку пренос на полнеж од волфрам субоксид во Pt. Овој феномен е пријавен како резултат на силната интеракција на метал-потпора помеѓу Pt и волфрам субоксид.

Нејзините перформанси може да се подобрат не само со менување на електронската структура на потпорниот метал, туку и со поттикнување на друг ефект на поддршка, ефектот на прелевање, објави истражувачката група. Прелевање на водород е феномен каде што адсорбираниот водород мигрира од една на друга површина и се јавува полесно кога големината на Pt станува помала.

Истражувачите ги споредија перформансите на наночестичките со еден атом Pt и Pt поддржани од волфрам субоксид. Едноатомниот Pt поддржан од волфрам субоксид покажа повисок степен на феномен на прелевање на водород, што ја зголеми активноста на масата на Pt за еволуција на водород до 10,7 пати во споредба со наночестичките на Pt поддржани од волфрам субоксид.

Професорот Ли рече: „Изборот на вистинскиот потпорен материјал е важен за подобрување на електрокатализата во производството на водород. Катализаторот на волфрам субоксид што го користевме за поддршка на Pt во нашата студија имплицира дека интеракциите помеѓу добро усогласениот метал и поддршката можат драстично да ја подобрат ефикасноста на процесот.