Тадқиқотчиён стратегияи нави баланд бардоштани фаъолияти каталитикиро бо истифода аз субоксиди волфрам ҳамчун катализатори як атом (SAC) пешниҳод карданд. Ин стратегия, ки реаксияи эволютсияи гидрогенро (HER) дар платинаи металлӣ (pt) 16,3 маротиба беҳтар мекунад, ба рушди технологияҳои нави электрохимиявии катализатор равшанӣ мебахшад.

Гидроген ҳамчун алтернативаи ояндадор ба сӯзишвории истихроҷшуда номида мешавад. Бо вуҷуди ин, аксарияти усулҳои анъанавии истеҳсоли гидроген бо мушкилоти экологӣ меоянд, ки миқдори зиёди гази карбон ва газҳои гулхонаӣ хориҷ мекунанд.

Тақсимоти электрохимиявии об як равиши эҳтимолӣ барои истеҳсоли гидрогени тоза ҳисобида мешавад. Pt яке аз катализаторҳои маъмултарин барои беҳтар кардани кори HER дар тақсимоти электрохимиявии об мебошад, аммо арзиши баланд ва кам будани Pt монеаҳои калидӣ барои барномаҳои тиҷоратии оммавӣ боқӣ мемонад.

SAC-ҳо, ки дар он ҳама намудҳои металлӣ ба таври инфиродӣ дар як маводи дастгирии дилхоҳ пароканда карда мешаванд, ҳамчун як роҳи кам кардани миқдори истифодаи Pt муайян карда шудаанд, зеро онҳо шумораи максималии атомҳои Pt-ро дар сатҳи рӯизаминӣ пешниҳод мекунанд.

Як гурӯҳи тадқиқотии KAIST бо роҳбарии профессор Ҷинву Ли аз кафедраи муҳандисии кимиёвӣ ва биомолекулярӣ, ки асосан ба SACs дастгирӣ карда мешавад, илҳом гирифта, таъсири маводи дастгирӣро ба кори SAC-ҳо таҳқиқ карданд.

Профессор Ли ва муҳаққиқони ӯ субоксиди мезопорози вольфрамро ҳамчун маводи нави пуштибонӣ барои Pt ба таври атомӣ пароканда пешниҳод карданд, зеро интизор мерафт, ки ин интиқоли электронии баландро таъмин мекунад ва бо Pt таъсири синергетикӣ дорад.

Онҳо кори як атоми Pt-ро муқоиса карданд, ки мутаносибан субоксиди карбон ва волфрамро дастгирӣ мекунанд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки таъсири дастгирӣ бо субоксиди волфрам ба амал омадааст, ки дар он фаъолияти массаи як атоми Pt, ки аз ҷониби субоксиди волфрам дастгирӣ мешавад, нисбат ба як атоми Pt, ки аз ҷониби карбон дастгирӣ мешавад 2,1 маротиба ва нисбат ба Pt 16,3 маротиба зиёдтар буд. нанозаррачаҳо, ки аз ҷониби карбон дастгирӣ мешаванд.

Даста тағиротро дар сохтори электронии Pt тавассути интиқоли заряд аз субоксиди волфрам ба Pt нишон дод. Ин падида дар натиҷаи таъсири мутақобилаи мустаҳками металлӣ байни Pt ва субоксиди волфрам гузориш дода шудааст.

Фаъолияти HER-ро на танҳо тавассути тағир додани сохтори электронии металли дастгирӣшаванда беҳтар кардан мумкин аст, балки тавассути эҷоди дигар таъсири дастгирӣ, эффекти паҳншавӣ, мегӯяд гурӯҳи тадқиқотӣ. Пахши гидроген падидаест, ки дар он гидрогени адсорбшуда аз як сатх ба сатхи дигар мегузарад ва он ба андозаи хурдтар шудани андозаи Pt осонтар ба амал меояд.

Муҳаққиқон кори нанозарраҳои як атомии Pt ва Pt-ро, ки аз ҷониби субоксиди волфрам дастгирӣ мешаванд, муқоиса карданд. Як атоми Pt, ки аз ҷониби субоксиди волфрам дастгирӣ мешавад, дараҷаи баландтари падидаи паҳншавии гидрогенро нишон дод, ки фаъолияти массаи Pt-ро барои эволютсияи гидроген то 10,7 маротиба дар муқоиса бо нанозарраҳои Pt, ки аз ҷониби субоксиди волфрам дастгирӣ мешаванд, афзоиш дод.

Профессор Ли гуфт, «Интихоби дурусти маводи дастгирӣ барои беҳтар кардани электрокатализ дар истеҳсоли гидроген муҳим аст. Катализатори субоксиди волфрам, ки мо барои дастгирии Pt дар омӯзиши худ истифода бурдем, маънои онро дорад, ки таъсири мутақобила байни металли мувофиқ ва дастгирӣ метавонад самаранокии равандро ба таври назаррас афзоиш диҳад.