Mae nanostrwythurau iridium wedi'u cynllunio'n arbennig a adneuwyd ar ocsid tantalwm mesoporous yn gwella dargludedd, gweithgaredd catalytig a sefydlogrwydd hirdymor.
Delwedd: Mae ymchwilwyr yn Ne Korea a'r Unol Daleithiau wedi datblygu catalydd iridiwm newydd gyda mwy o weithgaredd adwaith esblygiad ocsigen i hwyluso electrolysis dŵr cost-effeithiol gyda philen cyfnewid protonau i gynhyrchu hydrogen. dysgu mwy
Mae anghenion ynni'r byd yn parhau i dyfu. Mae ynni hydrogen cludadwy yn addawol iawn yn ein chwiliad am atebion ynni glân a chynaliadwy. Yn hyn o beth, mae electrolyswyr dŵr pilen cyfnewid protonau (PEMWEs), sy'n trosi ynni trydanol gormodol yn ynni hydrogen cludadwy trwy electrolysis dŵr, wedi denu llawer o ddiddordeb. Fodd bynnag, mae ei gymhwysiad ar raddfa fawr mewn cynhyrchu hydrogen yn parhau i fod yn gyfyngedig oherwydd cyfradd araf yr adwaith esblygiad ocsigen (OER), elfen bwysig o electrolysis, ac mae'r llwyth uchel o gatalyddion ocsid metel drud fel iridium (Ir) ac ocsid rwtheniwm i'r electrodau yn gyfyngedig. . Felly, mae datblygu catalyddion OER cost-effeithiol a pherfformiad uchel yn angenrheidiol ar gyfer cymhwysiad eang PEMWE.

Yn ddiweddar, datblygodd tîm ymchwil Corea-Americanaidd dan arweiniad yr Athro Changho Park o Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Gwangju yn Ne Korea gatalydd nanostrwythuredig iridiwm newydd yn seiliedig ar ocsid tantalwm mesoporous (Ta2O5) trwy ddull lleihau asid fformig gwell i gyflawni electrolysis effeithlon o ddŵr PEM. Cyhoeddwyd eu hymchwil ar-lein ar Fai 20, 2023, a bydd yn cael ei chyhoeddi yng Nghyfrol 575 o'r Journal of Power Sources ar Awst 15, 2023. Cyd-awdurwyd yr astudiaeth gan Dr. Chaekyong Baik, ymchwilydd yn Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Corea (KIST).
“Mae'r nanostrwythur Ir sy'n llawn electronau wedi'i wasgaru'n unffurf ar swbstrad Ta2O5 mesoporous sefydlog a baratowyd gan y dull templed meddal ynghyd â'r broses amgylchynu ethylenediamine, sy'n lleihau cynnwys Ir un batri PEMWE yn effeithiol i 0.3 mg cm-2,” eglurodd yr Athro Park. . Mae'n bwysig nodi bod dyluniad arloesol y catalydd Ir/Ta2O5 nid yn unig yn gwella'r defnydd o Ir, ond mae ganddo hefyd ddargludedd uwch ac arwynebedd electrogemegol gweithredol mwy.
Yn ogystal, mae sbectrosgopeg ffotoelectron pelydr-X ac amsugno pelydr-X yn datgelu rhyngweithiadau cryf rhwng metel a chefnogaeth rhwng Ir a Ta, tra bod cyfrifiadau damcaniaeth ffwythiannol dwysedd yn dangos trosglwyddo gwefr o Ta i Ir, sy'n achosi rhwymo cryf o adsorbadau fel O ac OH, ac yn cynnal y gymhareb Ir(III) yn ystod y broses ocsideiddio OOP. Mae hyn yn ei dro yn arwain at weithgaredd cynyddol Ir/Ta2O5, sydd â gorfoltedd is o 0.385 V o'i gymharu â 0.48 V ar gyfer IrO2.
Dangosodd y tîm hefyd yn arbrofol weithgaredd OER uchel y catalydd, gan arsylwi gor-foltedd o 288 ± 3.9 mV ar 10 mA cm-2 a gweithgaredd màs Ir sylweddol uchel o 876.1 ± 125.1 A g-1 ar 1.55 V i'r gwerth cyfatebol ar gyfer Mr. Black. Mewn gwirionedd, mae Ir/Ta2O5 yn arddangos gweithgaredd a sefydlogrwydd OER rhagorol, a gadarnhawyd ymhellach gan fwy na 120 awr o weithrediad un gell o'r cynulliad pilen-electrod.
Mae gan y dull arfaethedig y fantais ddeuol o leihau lefel y llwyth Ir a chynyddu effeithlonrwydd OER. “Mae effeithlonrwydd cynyddol OER yn ategu effeithlonrwydd cost y broses PEMWE, a thrwy hynny'n gwella ei pherfformiad cyffredinol. Gallai'r cyflawniad hwn chwyldroi masnacheiddio PEMWE a chyflymu ei fabwysiadu fel dull cynhyrchu hydrogen prif ffrwd,” awgryma'r Athro Park optimistaidd.

At ei gilydd, mae'r datblygiad hwn yn ein dwyn yn agosach at gyflawni atebion cludo ynni hydrogen cynaliadwy ac felly'n cyflawni statws carbon niwtral.
Ynglŷn â Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Gwangju (GIST) Mae Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Gwangju (GIST) yn brifysgol ymchwil wedi'i lleoli yn Gwangju, De Korea. Sefydlwyd GIST ym 1993 ac mae wedi dod yn un o'r ysgolion mwyaf mawreddog yn Ne Korea. Mae'r brifysgol wedi ymrwymo i greu amgylchedd ymchwil cryf sy'n hyrwyddo datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg ac yn hyrwyddo cydweithio rhwng prosiectau ymchwil rhyngwladol a domestig. Gan lynu wrth yr arwyddair "Lluniwr Balch o Wyddoniaeth a Thechnoleg y Dyfodol", mae GIST yn gyson wedi'i restru ymhlith y prifysgolion uchaf yn Ne Korea.
Ynglŷn â'r Awduron Mae Dr. Changho Park wedi bod yn athro yn Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Gwangju (GIST) ers mis Awst 2016. Cyn ymuno â GIST, gwasanaethodd fel Is-lywydd Samsung SDI a derbyniodd radd Meistr o Samsung Electronics SAIT. Derbyniodd ei raddau baglor, meistr a doethuriaeth o Adran Gemeg, Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Corea, ym 1990, 1992, a 1995, yn y drefn honno. Mae ei ymchwil gyfredol yn canolbwyntio ar ddatblygu deunyddiau catalytig ar gyfer cydosodiadau electrod pilen mewn celloedd tanwydd ac electrolysis gan ddefnyddio cefnogaethau carbon nanostrwythuredig ac ocsid metel cymysg. Mae wedi cyhoeddi 126 o bapurau gwyddonol ac wedi derbyn 227 o batentau yn ei faes arbenigedd.
Mae Dr. Chaekyong Baik yn ymchwilydd yn Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Corea (KIST). Mae'n ymwneud â datblygu catalyddion PEMWE OER ac MEA, gyda ffocws cyfredol ar gatalyddion a dyfeisiau ar gyfer adweithiau ocsideiddio amonia. Cyn ymuno â KIST yn 2023, derbyniodd Chaekyung Baik ei PhD mewn Integreiddio Ynni o Sefydliad Gwyddoniaeth a Thechnoleg Gwangju.
Gall y nanostrwythur irid mesoporous a gefnogir gan Ta2O5 sy'n gyfoethog mewn electronau wella gweithgaredd a sefydlogrwydd adwaith esblygiad ocsigen.
Mae'r awduron yn datgan nad oes ganddynt unrhyw fuddiannau ariannol cystadleuol na pherthnasoedd personol hysbys a allai fod wedi dylanwadu ar y gwaith a gyflwynir yn yr erthygl hon.
Ymwadiad: Nid yw AAAS ac EurekAlert! yn gyfrifol am gywirdeb datganiadau i'r wasg a gyhoeddir ar EurekAlert! Unrhyw ddefnydd o wybodaeth gan sefydliad sy'n cymryd rhan neu drwy system EurekAlert.

Os hoffech gael rhagor o wybodaeth, anfonwch e-bost ataf.
E-bost:
info@pulisichem.cn
Ffôn:
+86-533-3149598