సింగిల్-అణువు ఉత్ప్రేరకం (SAC)గా టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్‌ను ఉపయోగించి ఉత్ప్రేరక చర్యను మెరుగుపరచడానికి పరిశోధకులు కొత్త వ్యూహాన్ని అందించారు. మెటల్ ప్లాటినం (pt)లో హైడ్రోజన్ ఎవల్యూషన్ రియాక్షన్ (HER)ని 16.3 రెట్లు గణనీయంగా మెరుగుపరిచే ఈ వ్యూహం, కొత్త ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఉత్ప్రేరకం సాంకేతికతల అభివృద్ధిపై వెలుగునిస్తుంది.

హైడ్రోజన్ శిలాజ ఇంధనాలకు మంచి ప్రత్యామ్నాయంగా ప్రచారం చేయబడింది. అయినప్పటికీ, చాలా సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతులు పర్యావరణ సమస్యలతో వస్తాయి, గణనీయమైన మొత్తంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు గ్రీన్హౌస్ వాయువులను విడుదల చేస్తాయి.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ వాటర్ స్ప్లిటింగ్ అనేది క్లీన్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తికి సంభావ్య విధానంగా పరిగణించబడుతుంది. ఎలక్ట్రోకెమికల్ వాటర్ స్ప్లిటింగ్‌లో ఆమె పనితీరును మెరుగుపరచడానికి Pt అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే ఉత్ప్రేరకాలలో ఒకటి, అయితే Pt యొక్క అధిక ధర మరియు కొరత సామూహిక వాణిజ్య అనువర్తనాలకు కీలకమైన అడ్డంకులుగా మిగిలిపోయింది.

SACలు, అన్ని లోహ జాతులు వ్యక్తిగతంగా కావలసిన మద్దతు పదార్థంపై చెదరగొట్టబడతాయి, Pt వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి ఒక మార్గంగా గుర్తించబడ్డాయి, ఎందుకంటే అవి గరిష్ట సంఖ్యలో ఉపరితలం బహిర్గతమయ్యే Pt అణువులను అందిస్తాయి.

మునుపటి అధ్యయనాల నుండి ప్రేరణ పొందింది, ఇది ప్రధానంగా కార్బన్-ఆధారిత పదార్థాల ద్వారా మద్దతు ఇచ్చే SACలపై దృష్టి సారించింది, కెమికల్ మరియు బయోమోలిక్యులర్ ఇంజనీరింగ్ విభాగానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ జిన్వూ లీ నేతృత్వంలోని KAIST పరిశోధన బృందం SACల పనితీరుపై సహాయక పదార్థాల ప్రభావాన్ని పరిశోధించింది.

ప్రొఫెసర్ లీ మరియు అతని పరిశోధకులు మెసోపోరస్ టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్‌ను పరమాణుపరంగా చెదరగొట్టబడిన Ptకి కొత్త సహాయక పదార్థంగా సూచించారు, ఎందుకంటే ఇది అధిక ఎలక్ట్రానిక్ వాహకతను అందిస్తుంది మరియు Ptతో సినర్జెటిక్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

వారు వరుసగా కార్బన్ మరియు టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్‌తో మద్దతు ఇచ్చే సింగిల్-అణువు Pt పనితీరును పోల్చారు. టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్‌తో మద్దతు ప్రభావం సంభవించిందని ఫలితాలు వెల్లడించాయి, దీనిలో టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ మద్దతు ఉన్న సింగిల్-అణువు Pt యొక్క ద్రవ్యరాశి కార్యాచరణ కార్బన్ మద్దతు ఉన్న సింగిల్-అణువు Pt కంటే 2.1 రెట్లు ఎక్కువ మరియు Pt కంటే 16.3 రెట్లు ఎక్కువ. నానోపార్టికల్స్‌కు కార్బన్ మద్దతు ఉంది.

టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ నుండి Ptకి ఛార్జ్ బదిలీ ద్వారా Pt యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణంలో మార్పును బృందం సూచించింది. ఈ దృగ్విషయం Pt మరియు టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ మధ్య బలమైన లోహ-మద్దతు పరస్పర చర్య ఫలితంగా నివేదించబడింది.

మద్దతు ఉన్న మెటల్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని మార్చడం ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, స్పిల్‌ఓవర్ ఎఫెక్ట్ అనే మరొక సపోర్ట్ ఎఫెక్ట్‌ను ప్రేరేపించడం ద్వారా ఆమె పనితీరును మెరుగుపరచవచ్చు, పరిశోధనా బృందం నివేదించింది. హైడ్రోజన్ స్పిల్‌ఓవర్ అనేది శోషించబడిన హైడ్రోజన్ ఒక ఉపరితలం నుండి మరొక ఉపరితలంపైకి మారే ఒక దృగ్విషయం మరియు Pt పరిమాణం చిన్నదిగా మారినప్పుడు ఇది మరింత సులభంగా సంభవిస్తుంది.

టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ మద్దతు ఉన్న సింగిల్-అటామ్ Pt మరియు Pt నానోపార్టికల్స్ పనితీరును పరిశోధకులు పోల్చారు. టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ మద్దతు ఉన్న సింగిల్-అణువు Pt అధిక స్థాయి హైడ్రోజన్ స్పిల్‌ఓవర్ దృగ్విషయాన్ని ప్రదర్శించింది, ఇది టంగ్‌స్టన్ సబాక్సైడ్ మద్దతు ఇచ్చే Pt నానోపార్టికల్స్‌తో పోలిస్తే హైడ్రోజన్ పరిణామం కోసం Pt మాస్ కార్యాచరణను 10.7 రెట్లు పెంచింది.

ప్రొఫెసర్ లీ మాట్లాడుతూ, "హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిలో ఎలక్ట్రోక్యాటాలిసిస్‌ను మెరుగుపరచడానికి సరైన సహాయక పదార్థాన్ని ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం. మా అధ్యయనంలో Ptకి మద్దతు ఇవ్వడానికి మేము ఉపయోగించిన టంగ్స్టన్ సబాక్సైడ్ ఉత్ప్రేరకం బాగా సరిపోలిన మెటల్ మరియు మద్దతు మధ్య పరస్పర చర్యలు ప్రక్రియ యొక్క సామర్థ్యాన్ని తీవ్రంగా పెంచుతాయని సూచిస్తుంది.