டங்ஸ்டன் சபாக்சைடை ஒற்றை அணு வினையூக்கியாக (SAC) பயன்படுத்தி வினையூக்கச் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கான புதிய உத்தியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்வைத்தனர். உலோக பிளாட்டினத்தில் (pt) ஹைட்ரஜன் பரிணாம எதிர்வினையை (HER) 16.3 மடங்கு கணிசமாக மேம்படுத்தும் இந்த உத்தி, புதிய மின்வேதியியல் வினையூக்கி தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியில் வெளிச்சம் போடுகிறது.

ஹைட்ரஜன் புதைபடிவ எரிபொருட்களுக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றாகக் கூறப்படுகிறது. இருப்பினும், பெரும்பாலான வழக்கமான தொழில்துறை ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி முறைகள் சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகளுடன் வருகின்றன, கணிசமான அளவு கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களை வெளியிடுகின்றன.

மின் வேதியியல் நீர் பிரித்தல் சுத்தமான ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான சாத்தியமான அணுகுமுறையாக கருதப்படுகிறது. மின்வேதியியல் நீர் பிரிப்பதில் HER செயல்திறனை மேம்படுத்த Pt பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வினையூக்கிகளில் ஒன்றாகும், ஆனால் Pt இன் அதிக விலை மற்றும் பற்றாக்குறை ஆகியவை வெகுஜன வணிக பயன்பாடுகளுக்கு முக்கிய தடைகளாக இருக்கின்றன.

SACகள், அனைத்து உலோக இனங்களும் தனித்தனியாக விரும்பிய ஆதரவுப் பொருளில் சிதறடிக்கப்படுகின்றன, Pt பயன்பாட்டின் அளவைக் குறைப்பதற்கான ஒரு வழியாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் அவை மேற்பரப்பு வெளிப்படும் Pt அணுக்களின் அதிகபட்ச எண்ணிக்கையை வழங்குகின்றன.

கார்பன் அடிப்படையிலான பொருட்களால் ஆதரிக்கப்படும் SAC களில் முக்கியமாக கவனம் செலுத்திய முந்தைய ஆய்வுகளால் ஈர்க்கப்பட்டு, வேதியியல் மற்றும் உயிர் மூலக்கூறு பொறியியல் துறையைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் ஜின்வூ லீ தலைமையிலான KAIST ஆராய்ச்சி குழு SAC களின் செயல்திறனில் ஆதரவு பொருட்களின் தாக்கத்தை ஆய்வு செய்தது.

பேராசிரியர் லீ மற்றும் அவரது ஆராய்ச்சியாளர்கள் மெசோபோரஸ் டங்ஸ்டன் சபாக்சைடை அணு ரீதியாக சிதறடிக்கப்பட்ட Pt க்கு ஒரு புதிய ஆதரவு பொருளாக பரிந்துரைத்தனர், ஏனெனில் இது அதிக மின்னணு கடத்துத்திறனை வழங்கும் மற்றும் Pt உடன் ஒருங்கிணைந்த விளைவை ஏற்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்பட்டது.

அவர்கள் முறையே கார்பன் மற்றும் டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு மூலம் ஆதரிக்கப்படும் ஒற்றை அணு Pt இன் செயல்திறனை ஒப்பிட்டனர். டங்ஸ்டன் சபாக்சைடுடன் ஆதரவு விளைவு ஏற்பட்டது என்று முடிவுகள் வெளிப்படுத்தின, இதில் டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு ஆதரிக்கும் ஒற்றை அணு Pt இன் வெகுஜன செயல்பாடு கார்பனால் ஆதரிக்கப்படும் ஒற்றை அணு Pt ஐ விட 2.1 மடங்கு அதிகமாகவும், Pt ஐ விட 16.3 மடங்கு அதிகமாகவும் இருந்தது. கார்பனால் ஆதரிக்கப்படும் நானோ துகள்கள்.

டங்ஸ்டன் சபாக்சைடிலிருந்து Pt க்கு சார்ஜ் பரிமாற்றத்தின் மூலம் Pt இன் மின்னணு கட்டமைப்பில் மாற்றத்தை குழு சுட்டிக்காட்டியது. Pt மற்றும் டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வலுவான உலோக-ஆதரவு தொடர்புகளின் விளைவாக இந்த நிகழ்வு அறிவிக்கப்பட்டது.

ஆதரிக்கப்படும் உலோகத்தின் எலக்ட்ரானிக் கட்டமைப்பை மாற்றுவதன் மூலம் மட்டுமல்லாமல், மற்றொரு ஆதரவு விளைவு, ஸ்பில்ஓவர் விளைவு தூண்டுவதன் மூலமும் அவரது செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும் என்று ஆராய்ச்சி குழு தெரிவித்துள்ளது. ஹைட்ரஜன் ஸ்பில்ஓவர் என்பது உறிஞ்சப்பட்ட ஹைட்ரஜன் ஒரு மேற்பரப்பில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு இடம்பெயர்வதற்கான ஒரு நிகழ்வாகும், மேலும் இது Pt அளவு சிறியதாகும்போது மிகவும் எளிதாக நிகழ்கிறது.

டங்ஸ்டன் சபாக்சைடால் ஆதரிக்கப்படும் ஒற்றை அணு Pt மற்றும் Pt நானோ துகள்களின் செயல்திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒப்பிட்டனர். டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு ஆதரிக்கும் ஒற்றை-அணு Pt ஆனது அதிக அளவு ஹைட்ரஜன் ஸ்பில்ஓவர் நிகழ்வை வெளிப்படுத்தியது, இது டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு ஆதரிக்கும் Pt நானோ துகள்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஹைட்ரஜன் பரிணாமத்திற்கான Pt வெகுஜன செயல்பாட்டை 10.7 மடங்கு வரை மேம்படுத்தியது.

பேராசிரியர் லீ கூறினார், "ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியில் மின்னாற்பகுப்பை மேம்படுத்த சரியான ஆதரவுப் பொருளைத் தேர்ந்தெடுப்பது முக்கியம். எங்கள் ஆய்வில் Pt ஐ ஆதரிக்க நாங்கள் பயன்படுத்திய டங்ஸ்டன் சபாக்சைடு வினையூக்கி, நன்கு பொருந்திய உலோகத்திற்கும் ஆதரவிற்கும் இடையிலான தொடர்புகள் செயல்முறையின் செயல்திறனை கடுமையாக மேம்படுத்தும் என்பதைக் குறிக்கிறது.