Ir-riċerkaturi ppreżentaw strateġija ġdida għat-titjib tal-attività katalitika bl-użu tas-subossidu tat-tungstenu bħala katalizzatur b'atomu wieħed (SAC). Din l-istrateġija, li ttejjeb b'mod sinifikanti r-reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-idroġenu (HER) fil-platinu tal-metall (pt) b'16.3 darbiet, titfa 'dawl fuq l-iżvilupp ta' teknoloġiji ġodda ta 'katalist elettrokimiku.

L-idroġenu ġie msejjaħ bħala alternattiva promettenti għall-fjuwils fossili. Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-metodi ta 'produzzjoni konvenzjonali tal-idroġenu industrijali jiġu bi kwistjonijiet ambjentali, li jirrilaxxaw ammonti sinifikanti ta' dijossidu tal-karbonju u gassijiet serra.

Il-qsim elettrokimiku tal-ilma huwa meqjus bħala approċċ potenzjali għall-produzzjoni nadifa tal-idroġenu. Pt huwa wieħed mill-katalisti l-aktar użati biex ittejjeb il-prestazzjoni HER fil-qsim tal-ilma elettrokimiku, iżda l-ispiża għolja u l-iskarsezza tal-Pt jibqgħu ostakli ewlenin għall-applikazzjonijiet kummerċjali tal-massa.

SACs, fejn l-ispeċi kollha tal-metall huma mxerrda individwalment fuq materjal ta 'appoġġ mixtieq, ġew identifikati bħala mod wieħed biex jitnaqqas l-ammont ta' użu ta 'Pt, peress li joffru n-numru massimu ta' atomi Pt esposti fil-wiċċ.

Ispirati minn studji preċedenti, li prinċipalment iffokaw fuq SACs appoġġjati minn materjali bbażati fuq il-karbonju, tim ta 'riċerka KAIST immexxi mill-Professur Jinwoo Lee mid-Dipartiment tal-Inġinerija Kimika u Bijomolekulari investiga l-influwenza ta' materjali ta 'appoġġ fuq il-prestazzjoni ta' SACs.

Il-Professur Lee u r-riċerkaturi tiegħu ssuġġerew suboxide tat-tungstenu mesoporuż bħala materjal ta 'appoġġ ġdid għal Pt imxerred atomikament, peress li dan kien mistenni li jipprovdi konduttività elettronika għolja u jkollu effett sinerġetiku ma' Pt.

Huma qabblu l-prestazzjoni ta 'Pt b'atomu wieħed appoġġjat minn suboxide tal-karbonju u tat-tungstenu rispettivament. Ir-riżultati wrew li l-effett ta 'appoġġ seħħ b'suboxide tat-tungstenu, li fih l-attività tal-massa ta' Pt b'atomu wieħed appoġġjat minn subossidu tat-tungstenu kienet 2.1 darbiet akbar minn dik ta 'Pt b'atomu wieħed appoġġjat mill-karbonju, u 16.3 darbiet ogħla minn dik ta' Pt nanopartiċelli appoġġjati mill-karbonju.

It-tim indika bidla fl-istruttura elettronika ta 'Pt permezz ta' trasferiment ta 'ċarġ minn suboxide tat-tungstenu għal Pt. Dan il-fenomenu ġie rrappurtat bħala riżultat ta 'interazzjoni qawwija ta' appoġġ tal-metall bejn Pt u suboxide tat-tungstenu.

Il-prestazzjoni HER tista 'tittejjeb mhux biss billi tinbidel l-istruttura elettronika tal-metall appoġġjat, iżda wkoll billi tinduċi effett ta' appoġġ ieħor, l-effett ta 'tixrid, irrapporta l-grupp ta' riċerka. It-tixrid tal-idroġenu huwa fenomenu fejn l-idroġenu adsorbit jemigra minn wiċċ għal ieħor, u jseħħ aktar faċilment hekk kif id-daqs tal-Pt isir iżgħar.

Ir-riċerkaturi qabblu l-prestazzjoni ta 'nanopartiċelli Pt u Pt b'atomu wieħed appoġġjati minn suboxide tat-tungstenu. Il-Pt b'atomu wieħed appoġġjat mis-suboxide tat-tungstenu wera grad ogħla ta 'fenomenu ta' tixrid tal-idroġenu, li saħħaħ l-attività tal-massa Pt għall-evoluzzjoni tal-idroġenu sa 10.7 darbiet meta mqabbel ma 'nanopartiċelli Pt appoġġjati minn suboxide tat-tungstenu.

Il-Professur Lee qal, "L-għażla tal-materjal ta 'appoġġ it-tajjeb hija importanti għat-titjib tal-elettrokataliżi fil-produzzjoni tal-idroġenu. Il-katalist tas-subossidu tat-tungstenu li użajna biex nappoġġjaw Pt fl-istudju tagħna jimplika li l-interazzjonijiet bejn il-metall imqabbel sew u l-appoġġ jistgħu jtejbu drastikament l-effiċjenza tal-proċess.