ספּעציעל דיזיינד אירידיום נאַנאָסטרוקטורן דעפּאַזיטירט אויף מעסאָפּאָראָוס טאַנטאַלום אָקסייד פֿאַרבעסערן קאַנדאַקטיוויטי, קאַטאַליטישע טעטיקייט און לאַנג-טערמין פעסטקייט.
בילד: פארשער אין דרום קארעע און די פאראייניגטע שטאטן האבן אנטוויקלט א נייעם אירידיום קאטאליסט מיט פארגרעסערטע זויערשטאף עוואלוציע רעאקציע טעטיקייט צו ערמעגליכן קאסטן-עפעקטיווע עלעקטראליז פון וואסער מיט א פראטאן אויסטויש מעמבראן צו פראדוצירן וואסערשטאף. לערנט מער
די וועלט'ס ענערגיע באדערפענישן פאָרזעצן צו וואַקסן. טראַנספּאָרטאַבלע וואַסערשטאָף ענערגיע האַלט גרויס צוזאָג אין אונדזער זוכן פֿאַר ריינע און סאַסטיינאַבאַל ענערגיע סאַלושאַנז. אין דעם אַכטונג, פּראָטאָן וועקסל מעמבראַן וואַסער עלעקטראָליזערס (PEMWEs), וואָס קאָנווערטירן וידעפדיק עלעקטרישע ענערגיע אין טראַנספּאָרטאַבלע וואַסערשטאָף ענערגיע דורך וואַסער עלעקטראָליז, האָבן געצויגן גרויס אינטערעס. אָבער, זייַן גרויס-וואָג אַפּלאַקיישאַן אין וואַסערשטאָף פּראָדוקציע בלייבט לימיטעד רעכט צו דער פּאַמעלעך קורס פון זויערשטאָף עוואָלוציע רעאַקציע (OER), אַ וויכטיק קאָמפּאָנענט פון עלעקטראָליז, און די הויך לאָודינג פון טייַער מעטאַל אָקסייד קאַטאַליסטן אַזאַ ווי ירידיום (Ir) און רוטעניום אָקסייד אין די עלעקטראָדעס איז לימיטעד. דעריבער, די אַנטוויקלונג פון קאָסטן-עפעקטיוו און הויך-פאָרשטעלונג OER קאַטאַליסטן איז נייטיק פֿאַר די ברייט אַפּלאַקיישאַן פון PEMWE.

לעצטנס, א קארעאיש-אמעריקאנער פארשונגס-גרופע, אנגעפירט דורך פראפעסאר טשאַנגהאָ פּאַרק פון גוואַנגדזשו אינסטיטוט פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע אין דרום קארעע, האט אנטוויקלט א נייעם אירידיום נאַנאָסטרוקטורירטן קאַטאַליסט באַזירט אויף מעסאָפּאָראָוס טאַנטאַלום אָקסייד (Ta2O5) דורך א פארבעסערטע פאָרמיק זויער רעדוקציע מעטאָדע צו דערגרייכן עפעקטיווע עלעקטראָליז פון PEM וואַסער. זייער פאָרשונג איז ארויסגעגעבן געוואָרן אָנליין דעם 20סטן מאי 2023, און וועט ארויסגעגעבן ווערן אין באַנד 575 פון דעם זשורנאַל פון מאַכט קוואלן דעם 15טן אויגוסט 2023. די שטודיע איז מיטגעשריבן געוואָרן דורך דר. טשאַעקיאָנג באַיק, א פארשער ביים קארעא אינסטיטוט פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע (KIST).
"די עלעקטראָן-רייַכע Ir נאַנאָסטרוקטור איז אייניג פֿאַרשפּרייט אויף אַ סטאַבילן מעזאָפּאָרעזן Ta2O5 סאַבסטראַט צוגעגרייט דורך דער ווייכער טעמפּלאַט מעטאָדע קאַמביינד מיטן עטילענדיאַמין אַרומרינגלען פּראָצעס, וואָס עפֿעקטיוו רעדוצירט דעם Ir אינהאַלט פֿון אַן איינציקער PEMWE באַטאַרייע צו 0.3 מג קוביק סענטימעטער," האָט דערקלערט פּראָפֿעסאָר פּאַרק. עס איז וויכטיק צו באַמערקן אַז דער אינאָוואַטיווער פּלאַן פֿון דעם Ir/Ta2O5 קאַטאַליסט ניט בלויז פֿאַרבעסערט Ir נוצן, נאָר אויך האָט העכערע קאַנדאַקטיוויטי און אַ גרעסערע עלעקטראָכעמיש אַקטיווע ייבערפלאַך שטח.
דערצו, X-שטראַל פאָטאָעלעקטראָן און X-שטראַל אַבזאָרפּציע ספּעקטראָסקאָפּיע אַנטפּלעקן שטאַרקע מעטאַל-שטיצע ינטעראַקשאַנז צווישן Ir און Ta, בשעת געדיכטקייט פאַנגקשאַנאַל טעאָריע חשבונות ווייַזן אָפּצאָל אַריבערפירן פון Ta צו Ir, וואָס פאַרשאַפן שטאַרק ביינדינג פון אַדסאָרבאַטעס אַזאַ ווי O און OH, און מיינטיינינג די Ir(III) פאַרהעלטעניש בעשאַס די OOP אַקסאַדיישאַן פּראָצעס. דאָס אין קער רעזולטאַטן אין געוואקסן טעטיקייט פון Ir/Ta2O5, וואָס האט אַ נידעריקער אָוווערוואָלטאַדזש פון 0.385 V קאַמפּערד צו 0.48 V פֿאַר IrO2.
די מאַנשאַפֿט האָט אויך עקספּערימענטאַל דעמאָנסטרירט די הויכע OER אַקטיוויטעט פֿון דעם קאַטאַליסט, באַאָבאַכטנדיק אַן איבערוואָולטאַזש פֿון 288 ± 3.9 mV ביי 10 mA cm-2 און אַ באַדייטנד הויכע Ir מאַסע אַקטיוויטעט פֿון 876.1 ± 125.1 A g-1 ביי 1.55 V צום קאָרעספּאָנדירנדיקן ווערט פֿאַר הער בלעק. אין פאַקט, Ir/Ta2O5 ווײַזט אויף אַן אויסגעצייכנטע OER אַקטיוויטעט און סטאַביליטעט, וואָס איז ווײַטער באַשטעטיקט געוואָרן דורך מער ווי 120 שעה פֿון איין-צעל אָפּעראַציע פֿון דער מעמבראַן-עלעקטראָד פֿאַרזאַמלונג.
די פארגעשלאגענע מעטאָדע האט דעם צווייפאַכן מייַלע פון ​​רעדוצירן דעם לאַסט לעוועל Ir און פאַרגרעסערן די עפעקטיווקייט פון OER. "די געוואקסענע עפעקטיווקייט פון OER קאַמפּלעמענטירט די קאָסטן עפעקטיווקייט פון דעם PEMWE פּראָצעס, דערמיט ימפּרוווינג זיין קוילעלדיק פאָרשטעלונג. די דערגרייכונג קען רעוואָלוציאָנירן די קאַמערציאַליזאַציע פון ​​PEMWE און פאַרגיכערן זיין אַדאַפּשאַן ווי אַ מיינסטרים הידראָגען פּראָדוקציע מעטאָדע," פֿאָרשלאָגט אַן אָפּטימיסטישער פּראָפעסאָר פּאַרק.

אינגאנצן, ברענגט אונדז די דאזיגע אנטוויקלונג נענטער צו דערגרייכן נאכhalטיגע וואסערשטאף ענערגיע טראנספארט לייזונגען און אזוי דערגרייכן קוילן-נייטראל סטאטוס.
וועגן גוואַנגדזשו אינסטיטוט פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע (GIST) גוואַנגדזשו אינסטיטוט פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע (GIST) איז אַ פאָרשונג אוניווערסיטעט לאָוקייטאַד אין גוואַנגדזשו, דרום קארעע. GIST איז געגרינדעט אין 1993 און איז געוואָרן איינע פון ​​די מערסט פּרעסטידזשפולע שולן אין דרום קארעע. די אוניווערסיטעט איז מחויב צו שאַפֿן אַ שטאַרקע פאָרשונג סביבה וואָס פּראָמאָטירט די אַנטוויקלונג פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע און פּראָמאָטירט קאָלאַבאָראַציע צווישן אינטערנאַציאָנאַלע און היגע פאָרשונג פּראָיעקטן. אנהאַלטנדיק דעם מאָטאָ "שטאָלץ פאָרמער פון וויסנשאַפט און טעכנאָלאָגיע פון ​​דער צוקונפֿט", איז GIST קאָנסיסטענטלי ראַנגקט צווישן די העכסט-ראַנגקט אוניווערסיטעטן אין דרום קארעע.
וועגן די מחברים ד"ר טשאַנגהאָ פּאַרק איז אַ פּראָפעסאָר אין גוואַנגדזשו אינסטיטוט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (GIST) זינט אויגוסט 2016. איידער ער האָט זיך איינגעשלאָסן אין GIST, האָט ער געדינט ווי וויצע־פּרעזידענט פון Samsung SDI און באַקומען אַ מאַגיסטער־דיפּלאָם פון Samsung Electronics SAIT. ער האָט באַקומען זיינע באַקאַלאַורעאַט־, מאַגיסטער־ און דאָקטאָראַט־דיפּלאָמען פון דער דעפּאַרטמענט פון כעמיע, קארעע אינסטיטוט פון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע, אין 1990, 1992 און 1995, בהתאמה. זיין איצטיקע פאָרשונג פאָקוסירט אויף דער אַנטוויקלונג פון קאַטאַליטישע מאַטעריאַלן פֿאַר מעמבראַן־עלעקטראָד־אַסעמבלי אין ברענשטאָף־צעלן און עלעקטראָליזיס מיט נאַנאָסטרוקטורירטע קאַרבאָן און געמישטע מעטאַל־אָקסייד שטיצעס. ער האָט פאַרעפֿנטלעכט 126 וויסנשאַפֿטלעכע אַרטיקלען און באַקומען 227 פּאַטענטן אין זיין עקספּערטיז־געביט.
ד״ר טשאַקיאָנג באַיק איז אַ פאָרשער בײַם קאָרעיִשן אינסטיטוט פֿון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע (KIST). ער איז פֿאַרבונדן מיט דער אַנטוויקלונג פֿון PEMWE OER און MEA קאַטאַליסטן, מיט אַ איצטיקן פֿאָקוס אויף קאַטאַליסטן און דעווײַסעס פֿאַר אַמאָניאַק אָקסידאַציע רעאַקציעס. איידער ער האָט זיך אָנגעשלאָסן אין KIST אין 2023, האָט טשאַקיאָנג באַיק באַקומען זײַן דאָקטאָראַט אין ענערגיע אינטעגראַציע פֿונעם גוואַנגדזשו אינסטיטוט פֿון וויסנשאַפֿט און טעכנאָלאָגיע.
די מעסאָפּאָראָוס יריד נאַנאָסטרוקטור געשטיצט דורך עלעקטראָן-רייַך Ta2O5 קען פֿאַרבעסערן די טעטיקייט און פעסטקייט פון זויערשטאָף עוואָלוציע רעאַקציע.
די מחברים דערקלערן אז זיי האבן נישט קיין באקאנטע קאנקורירנדע פינאנציעלע אינטערעסן אדער פערזענלעכע באציאונגען וואס וואלטן געקענט אויסזעהן צו האבן אן איינפלוס אויף די ארבעט וואס ווערט דא פרעזענטירט.
אָפּלייקענונג: AAAS און EurekAlert! זענען נישט פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די אַקיעראַסי פון פּרעסע מעלדונגען ארויסגעגעבן אויף EurekAlert! יעדע נוצן פון אינפֿאָרמאַציע דורך אַ פּאַרטיסיפּייטינג אָרגאַניזאַציע אָדער דורך די EurekAlert סיסטעם.

אויב איר ווילט מער אינפֿאָרמאַציע, ביטע שיקט מיר אַן אימעיל.
אימעיל:
info@pulisichem.cn
טעל.:
+86-533-3149598