Tadqiqotchilar bitta atomli katalizator (SAC) sifatida volfram suboksididan foydalangan holda katalitik faollikni oshirishning yangi strategiyasini taqdim etdilar. Metall platinada (pt) vodorodning evolyutsiya reaktsiyasini (HER) sezilarli darajada yaxshilaydigan ushbu strategiya 16,3 marta yangi elektrokimyoviy katalizator texnologiyalarini ishlab chiqishga oydinlik kiritadi.

Vodorod qazib olinadigan yoqilg'iga istiqbolli muqobil sifatida e'tirof etilgan. Biroq, an'anaviy sanoat vodorod ishlab chiqarish usullarining aksariyati atrof-muhit muammolari bilan birga keladi, bu esa katta miqdorda karbonat angidrid va issiqxona gazlarini chiqaradi.

Suvni elektrokimyoviy ajratish toza vodorod ishlab chiqarish uchun potentsial yondashuv hisoblanadi. Pt elektrokimyoviy suvni ajratishda HER ish faoliyatini yaxshilash uchun eng ko'p ishlatiladigan katalizatorlardan biridir, ammo Pt ning yuqori narxi va tanqisligi ommaviy tijorat ilovalari uchun asosiy to'siq bo'lib qolmoqda.

Barcha metall turlari kerakli qo'llab-quvvatlovchi materialga individual ravishda tarqaladigan SAClar Pt foydalanish miqdorini kamaytirishning bir usuli sifatida aniqlangan, chunki ular sirt ta'sirida bo'lgan Pt atomlarining maksimal sonini taklif qiladi.

Asosan uglerod asosidagi materiallar tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan SAClarga qaratilgan oldingi tadqiqotlardan ilhomlanib, Kimyoviy va biomolekulyar muhandislik bo'limidan professor Jinwoo Li boshchiligidagi KAIST tadqiqot guruhi qo'llab-quvvatlovchi materiallarning SAClarning ishlashiga ta'sirini o'rganib chiqdi.

Professor Li va uning tadqiqotchilari mezoporoz volfram suboksidini atomik disperslangan Pt uchun yangi yordamchi material sifatida taklif qilishdi, chunki bu yuqori elektron o'tkazuvchanlikni ta'minlashi va Pt bilan sinergetik ta'sir ko'rsatishi kutilgan edi.

Ular mos ravishda uglerod va volfram suboksidi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan yagona atomli Pt ning ishlashini solishtirdilar. Natijalar shuni ko'rsatdiki, qo'llab-quvvatlash effekti volfram suboksidi bilan sodir bo'lgan, bunda volfram suboksidi bilan qo'llab-quvvatlanadigan bir atomli Pt ning massa faolligi uglerod tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan bir atomli Pt dan 2,1 baravar va Pt dan 16,3 baravar yuqori bo'lgan. uglerod tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan nanozarralar.

Jamoa volfram suboksididan Pt ga zaryad o'tkazish orqali Pt ning elektron strukturasidagi o'zgarishlarni ko'rsatdi. Ushbu hodisa Pt va volfram suboksidi o'rtasidagi kuchli metall qo'llab-quvvatlovchi o'zaro ta'sir natijasida xabar berilgan.

HER ish faoliyatini nafaqat qo'llab-quvvatlanadigan metallning elektron tuzilishini o'zgartirish orqali, balki boshqa qo'llab-quvvatlash effekti, tarqalish effektini keltirib chiqarish orqali ham yaxshilash mumkin, deya xabar beradi tadqiqot guruhi. Vodorodning to'kilishi - bu adsorbsiyalangan vodorodning bir sirtdan ikkinchisiga ko'chib o'tishi bilan bog'liq hodisa va Pt o'lchami kichikroq bo'lganda, u osonroq sodir bo'ladi.

Tadqiqotchilar volfram suboksidi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan bir atomli Pt va Pt nanozarrachalarining ishlashini solishtirdilar. Volfram suboksidi bilan qo'llab-quvvatlanadigan bir atomli Pt yuqori darajada vodorod tarqalish fenomenini namoyish etdi, bu volfram suboksidi bilan qo'llab-quvvatlanadigan Pt nanozarralari bilan solishtirganda vodorod evolyutsiyasi uchun Pt massa faolligini 10,7 martagacha oshirdi.

Professor Li shunday dedi: “To'g'ri qo'llab-quvvatlovchi materialni tanlash vodorod ishlab chiqarishda elektrokatalizni yaxshilash uchun muhimdir. Bizning tadqiqotimizda Pt ni qo'llab-quvvatlash uchun ishlatgan volfram suboksid katalizatori yaxshi mos keladigan metall va tayanch o'rtasidagi o'zaro ta'sir jarayonning samaradorligini keskin oshirishi mumkinligini anglatadi.