පර්යේෂකයන් විසින් තනි පරමාණු උත්ප්‍රේරකයක් (SAC) ලෙස ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් භාවිතා කරමින් උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා නව උපාය මාර්ගයක් ඉදිරිපත් කරන ලදී. ලෝහ ප්ලැටිනම් (pt) හි හයිඩ්‍රජන් පරිණාම ප්‍රතික්‍රියාව (HER) 16.3 ගුණයකින් සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කරන මෙම උපායමාර්ගය, නව විද්‍යුත් රසායනික උත්ප්‍රේරක තාක්ෂණයන් වර්ධනය කිරීම කෙරෙහි ආලෝකය විහිදුවයි.

හයිඩ්‍රජන් පොසිල ඉන්ධන සඳහා හොඳ විකල්පයක් ලෙස හුවා දක්වා ඇත. කෙසේ වෙතත්, සාම්ප්‍රදායික කාර්මික හයිඩ්‍රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රම බොහොමයක් පාරිසරික ගැටළු සමඟ එන අතර කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ හරිතාගාර වායු සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයක් නිකුත් කරයි.

විද්යුත් රසායනික ජලය බෙදීම පිරිසිදු හයිඩ්රජන් නිෂ්පාදනය සඳහා විභව ප්රවේශයක් ලෙස සැලකේ. Pt යනු විද්‍යුත් රසායනික ජලය බෙදීමේදී HER කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන උත්ප්‍රේරකයකි, නමුත් Pt හි අධික පිරිවැය සහ හිඟය මහා වාණිජ යෙදුම් සඳහා ප්‍රධාන බාධක ලෙස පවතී.

SACs, අවශ්‍ය ආධාරක ද්‍රව්‍ය මත තනි තනිව විසුරුවා හරින ලද SACs, මතුපිටට නිරාවරණය වන Pt පරමාණු උපරිම සංඛ්‍යාවක් ලබා දෙන බැවින්, Pt භාවිතයේ ප්‍රමාණය අඩු කිරීමට එක් ක්‍රමයක් ලෙස හඳුනාගෙන ඇත.

ප්‍රධාන වශයෙන් කාබන් මත පදනම් වූ ද්‍රව්‍ය මගින් සහාය දක්වන SACs කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන ලද පූර්ව අධ්‍යයනවලින් ආභාෂය ලබා, රසායනික හා ජෛව අණුක ඉංජිනේරු දෙපාර්තමේන්තුවේ මහාචාර්ය Jinwoo Lee විසින් මෙහෙයවන ලද KAIST පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් SAC වල ක්‍රියාකාරීත්වය කෙරෙහි ආධාරක ද්‍රව්‍යවල බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී.

මහාචාර්ය ලී සහ ඔහුගේ පර්යේෂකයන් විසින් මෙසොපොරස් ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් පරමාණුකව විසුරුණු Pt සඳහා නව ආධාරක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස යෝජනා කරන ලදී, මෙය ඉහළ ඉලෙක්ට්‍රොනික සන්නායකතාවයක් ලබා දීමට සහ Pt සමඟ සහයෝගී බලපෑමක් ඇති කිරීමට අපේක්ෂා කරන බැවිනි.

ඔවුන් පිළිවෙලින් කාබන් සහ ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් මගින් සහාය දක්වන තනි පරමාණුක Pt හි ක්‍රියාකාරිත්වය සංසන්දනය කළහ. ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් සමඟ ආධාරක බලපෑම සිදු වූ අතර, ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් මගින් සහාය දක්වන තනි පරමාණුක Pt හි ස්කන්ධ ක්‍රියාකාරිත්වය කාබන් මගින් සහය දක්වන තනි පරමාණුක Pt ට වඩා 2.1 ගුණයකින් වැඩි වූ අතර Pt ට වඩා 16.3 ගුණයකින් වැඩි විය. නැනෝ අංශු කාබන් මගින් ආධාර කරයි.

කණ්ඩායම ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් සිට Pt දක්වා ආරෝපණ මාරු කිරීම හරහා Pt හි ඉලෙක්ට්‍රොනික ව්‍යුහයේ වෙනසක් පෙන්නුම් කළේය. මෙම සංසිද්ධිය Pt සහ ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් අතර ශක්තිමත් ලෝහ ආධාරක අන්තර්ක්‍රියාවක ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වාර්තා විය.

සහාය දක්වන ලෝහයේ ඉලෙක්ට්‍රොනික ව්‍යුහය වෙනස් කිරීමෙන් පමණක් නොව, වෙනත් ආධාරක බලපෑමක් ඇති කිරීමෙන් ද ඇගේ කාර්ය සාධනය වැඩිදියුණු කළ හැකි බව පර්යේෂණ කණ්ඩායම වාර්තා කරයි. හයිඩ්‍රජන් පිටාර ගැලීම යනු adsorbed හයිඩ්‍රජන් එක් පෘෂ්ඨයකින් තවත් මතුපිටකට සංක්‍රමණය වන සංසිද්ධියක් වන අතර Pt ප්‍රමාණය කුඩා වන විට එය වඩාත් පහසුවෙන් සිදුවේ.

පර්යේෂකයන් විසින් ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් මගින් සහය දක්වන තනි පරමාණුක Pt සහ Pt නැනෝ අංශුවල ක්‍රියාකාරිත්වය සංසන්දනය කළහ. ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් මගින් සහාය දක්වන තනි පරමාණුක Pt හයිඩ්‍රජන් පිටාර ගැලීමේ සංසිද්ධිය ඉහළ මට්ටමක ප්‍රදර්ශනය කරන ලද අතර, එය ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් මගින් සහාය දක්වන Pt නැනෝ අංශු හා සසඳන විට හයිඩ්‍රජන් පරිණාමය සඳහා Pt ස්කන්ධ ක්‍රියාකාරකම් 10.7 ගුණයක් දක්වා වැඩි දියුණු කළේය.

මහාචාර්ය ලී පැවසුවේ, “හයිඩ්‍රජන් නිෂ්පාදනයේ විද්‍යුත් උත්ප්‍රේරණය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා නිවැරදි ආධාරක ද්‍රව්‍ය තෝරා ගැනීම වැදගත් වේ. අපගේ අධ්‍යයනයේ දී Pt සඳහා සහය දැක්වීමට අප භාවිතා කළ ටංස්ටන් සබොක්සයිඩ් උත්ප්‍රේරකයෙන් ඇඟවෙන්නේ හොඳින් ගැලපෙන ලෝහය සහ ආධාරක අතර අන්තර්ක්‍රියා ක්‍රියාවලියේ කාර්යක්ෂමතාව විශාල ලෙස වැඩි කළ හැකි බවයි.