സിംഗിൾ ആറ്റം കാറ്റലിസ്റ്റായി (എസ്എസി) ടങ്സ്റ്റൺ സബ്ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ തന്ത്രം ഗവേഷകർ അവതരിപ്പിച്ചു. ലോഹ പ്ലാറ്റിനത്തിലെ (pt) ഹൈഡ്രജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനം (HER) 16.3 മടങ്ങ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്ന ഈ തന്ത്രം, പുതിയ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കാറ്റലിസ്റ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനത്തിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശുന്നു.

ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾക്ക് പകരമായി ഹൈഡ്രജൻ അറിയപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പരമ്പരാഗത വ്യാവസായിക ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന രീതികളിൽ ഭൂരിഭാഗവും പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്‌നങ്ങളുമായി വരുന്നു, ഇത് ഗണ്യമായ അളവിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്‌സൈഡും ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളും പുറത്തുവിടുന്നു.

ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ വാട്ടർ സ്പ്ലിറ്റിംഗ് ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിനുള്ള സാധ്യതയുള്ള സമീപനമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ജല വിഭജനത്തിൽ അവളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കാറ്റലിസ്റ്റുകളിൽ ഒന്നാണ് Pt, എന്നാൽ Pt യുടെ ഉയർന്ന വിലയും ദൗർലഭ്യവും വൻതോതിലുള്ള വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് പ്രധാന തടസ്സമായി തുടരുന്നു.

ആവശ്യമുള്ള സപ്പോർട്ട് മെറ്റീരിയലിൽ എല്ലാ ലോഹ സ്പീഷീസുകളും വ്യക്തിഗതമായി ചിതറിക്കിടക്കുന്ന SAC-കൾ, Pt ഉപയോഗത്തിൻ്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്, കാരണം അവ ഉപരിതലത്തിൽ തുറന്നിരിക്കുന്ന Pt ആറ്റങ്ങളുടെ പരമാവധി എണ്ണം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

കാർബൺ അധിഷ്‌ഠിത പദാർത്ഥങ്ങൾ പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന എസ്എസികളിൽ പ്രധാനമായും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ച മുൻകാല പഠനങ്ങളിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട്, കെമിക്കൽ ആൻഡ് ബയോമോളിക്യുലർ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വകുപ്പിലെ പ്രൊഫസർ ജിൻവൂ ലീയുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു കെഎഐഎസ്‌ടി ഗവേഷണ സംഘം എസ്എസികളുടെ പ്രകടനത്തിൽ സഹായ സാമഗ്രികളുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.

പ്രൊഫസർ ലീയും അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ ഗവേഷകരും മെസോപൊറസ് ടങ്സ്റ്റൺ സബോക്സൈഡ് ആറ്റോമിക് ചിതറിക്കിടക്കുന്ന Pt ന് ഒരു പുതിയ സപ്പോർട്ട് മെറ്റീരിയലായി നിർദ്ദേശിച്ചു, കാരണം ഇത് ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകത നൽകുമെന്നും Pt യുമായി ഒരു സമന്വയ ഫലമുണ്ടാക്കുമെന്നും പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നു.

യഥാക്രമം കാർബണും ടങ്സ്റ്റൺ സബോക്സൈഡും പിന്തുണയ്ക്കുന്ന സിംഗിൾ ആറ്റം Pt യുടെ പ്രകടനത്തെ അവർ താരതമ്യം ചെയ്തു. ടങ്സ്റ്റൺ സബോക്‌സൈഡ് പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന സിംഗിൾ-ആറ്റം Pt-ൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനം കാർബൺ പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന സിംഗിൾ-ആറ്റം Pt-നേക്കാൾ 2.1 മടങ്ങ് കൂടുതലും, Pt-യേക്കാൾ 16.3 മടങ്ങ് കൂടുതലുമാണ് ടങ്സ്റ്റൺ സബ്ഓക്‌സൈഡിന് പിന്തുണാ പ്രഭാവം സംഭവിച്ചതെന്ന് ഫലങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തി. കാർബൺ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന നാനോകണങ്ങൾ.

ടങ്സ്റ്റൺ സബ്ഓക്സൈഡിൽ നിന്ന് പിടിയിലേക്ക് ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ വഴി പിടിയുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയിൽ മാറ്റം വന്നതായി ടീം സൂചിപ്പിച്ചു. പിടിയും ടങ്സ്റ്റൺ സുബോക്സൈഡും തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ ലോഹ-പിന്തുണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഫലമായാണ് ഈ പ്രതിഭാസം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടത്.

പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ലോഹത്തിൻ്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന മാറ്റുന്നതിലൂടെ മാത്രമല്ല, സ്പിൽഓവർ ഇഫക്റ്റ് എന്ന മറ്റൊരു സപ്പോർട്ട് ഇഫക്റ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നതിലൂടെയും അവളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷണ സംഘം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു. ഹൈഡ്രജൻ സ്‌പിൽഓവർ എന്നത് ഒരു പ്രതലത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് അഡ്‌സോർബ്ഡ് ഹൈഡ്രജൻ മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്, കൂടാതെ Pt വലുപ്പം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇത് കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

ടങ്സ്റ്റൺ സബോക്സൈഡ് പിന്തുണയ്ക്കുന്ന സിംഗിൾ ആറ്റം Pt, Pt നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ പ്രകടനം ഗവേഷകർ താരതമ്യം ചെയ്തു. ടങ്സ്റ്റൺ സുബോക്സൈഡ് പിന്തുണയ്ക്കുന്ന സിംഗിൾ-ആറ്റം Pt ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ സ്പിൽഓവർ പ്രതിഭാസം പ്രദർശിപ്പിച്ചു, ഇത് ടങ്സ്റ്റൺ സുബോക്സൈഡ് പിന്തുണയ്ക്കുന്ന Pt നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ പരിണാമത്തിനായുള്ള Pt മാസ് പ്രവർത്തനം 10.7 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

പ്രൊഫസർ ലീ പറഞ്ഞു, “ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിൽ ഇലക്ട്രോകാറ്റാലിസിസ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ശരിയായ സപ്പോർട്ട് മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് പ്രധാനമാണ്. ഞങ്ങളുടെ പഠനത്തിൽ Pt-നെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച ടങ്സ്റ്റൺ സബ്ഓക്സൈഡ് കാറ്റലിസ്റ്റ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, നന്നായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ലോഹവും പിന്തുണയും തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകൾ പ്രക്രിയയുടെ കാര്യക്ഷമത ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കും എന്നാണ്.