మెసోపోరస్ టాంటాలమ్ ఆక్సైడ్‌పై నిక్షిప్తం చేయబడిన ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన ఇరిడియం నానోస్ట్రక్చర్లు వాహకత, ఉత్ప్రేరక చర్య మరియు దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వాన్ని పెంచుతాయి.
చిత్రం: దక్షిణ కొరియా మరియు US పరిశోధకులు హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రోటాన్ మార్పిడి పొరతో నీటి ఖర్చు-సమర్థవంతమైన విద్యుద్విశ్లేషణను సులభతరం చేయడానికి పెరిగిన ఆక్సిజన్ పరిణామ ప్రతిచర్య కార్యకలాపాలతో కొత్త ఇరిడియం ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. మరింత తెలుసుకోండి
ప్రపంచ శక్తి అవసరాలు పెరుగుతూనే ఉన్నాయి. శుభ్రమైన మరియు స్థిరమైన శక్తి పరిష్కారాల కోసం మన అన్వేషణలో రవాణా చేయగల హైడ్రోజన్ శక్తి గొప్ప ఆశాజనకంగా ఉంది. ఈ విషయంలో, నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా అదనపు విద్యుత్ శక్తిని రవాణా చేయగల హైడ్రోజన్ శక్తిగా మార్చే ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెంబ్రేన్ వాటర్ ఎలక్ట్రోలైజర్లు (PEMWEలు) చాలా ఆసక్తిని ఆకర్షించాయి. అయితే, విద్యుద్విశ్లేషణలో ముఖ్యమైన భాగమైన ఆక్సిజన్ పరిణామ ప్రతిచర్య (OER) నెమ్మదిగా ఉండటం మరియు ఇరిడియం (Ir) మరియు రుథేనియం ఆక్సైడ్ వంటి ఖరీదైన మెటల్ ఆక్సైడ్ ఉత్ప్రేరకాలు ఎలక్ట్రోడ్‌లలోకి ఎక్కువగా లోడ్ కావడం కారణంగా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిలో దాని పెద్ద-స్థాయి అప్లికేషన్ పరిమితంగా ఉంది. అందువల్ల, PEMWE యొక్క విస్తృత అనువర్తనానికి ఖర్చు-సమర్థవంతమైన మరియు అధిక-పనితీరు గల OER ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధి అవసరం.

ఇటీవల, దక్షిణ కొరియాలోని గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ నుండి ప్రొఫెసర్ చాంఘో పార్క్ నేతృత్వంలోని కొరియన్-అమెరికన్ పరిశోధనా బృందం, PEM నీటి సమర్థవంతమైన విద్యుద్విశ్లేషణను సాధించడానికి మెరుగైన ఫార్మిక్ యాసిడ్ తగ్గింపు పద్ధతి ద్వారా మెసోపోరస్ టాంటాలమ్ ఆక్సైడ్ (Ta2O5) ఆధారంగా ఒక కొత్త ఇరిడియం నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేసింది. వారి పరిశోధన మే 20, 2023న ఆన్‌లైన్‌లో ప్రచురించబడింది మరియు ఆగస్టు 15, 2023న జర్నల్ ఆఫ్ పవర్ సోర్సెస్ యొక్క వాల్యూమ్ 575లో ప్రచురించబడుతుంది. ఈ అధ్యయనానికి కొరియా ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KIST) పరిశోధకుడు డాక్టర్ చైక్యాంగ్ బైక్ సహ రచయితగా ఉన్నారు.
"ఎలక్ట్రాన్-రిచ్ Ir నానోస్ట్రక్చర్, మృదువైన టెంప్లేట్ పద్ధతితో కలిపి ఇథిలీనెడియమైన్ పరిసర ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేయబడిన స్థిరమైన మెసోపోరస్ Ta2O5 ఉపరితలంపై ఏకరీతిలో చెదరగొట్టబడుతుంది, ఇది ఒకే PEMWE బ్యాటరీ యొక్క Ir కంటెంట్‌ను 0.3 mg cm-2 కు సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది" అని ప్రొఫెసర్ పార్క్ వివరించారు. . Ir/Ta2O5 ఉత్ప్రేరకం యొక్క వినూత్న రూపకల్పన Ir వినియోగాన్ని మెరుగుపరచడమే కాకుండా, అధిక వాహకత మరియు పెద్ద ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా క్రియాశీల ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుందని గమనించడం ముఖ్యం.
అదనంగా, ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ మరియు ఎక్స్-రే శోషణ స్పెక్ట్రోస్కోపీ Ir మరియు Ta మధ్య బలమైన లోహ-మద్దతు పరస్పర చర్యలను వెల్లడిస్తాయి, అయితే సాంద్రత క్రియాత్మక సిద్ధాంత గణనలు Ta నుండి Ir కు ఛార్జ్ బదిలీని సూచిస్తాయి, ఇది O మరియు OH వంటి యాడ్సోర్బేట్‌ల బలమైన బంధానికి కారణమవుతుంది మరియు OOP ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలో Ir(III) నిష్పత్తిని నిర్వహిస్తుంది. దీని ఫలితంగా Ir/Ta2O5 యొక్క కార్యాచరణ పెరుగుతుంది, ఇది IrO2 కోసం 0.48 V తో పోలిస్తే 0.385 V తక్కువ ఓవర్‌వోల్టేజ్ కలిగి ఉంటుంది.
ఈ బృందం ప్రయోగాత్మకంగా ఉత్ప్రేరకం యొక్క అధిక OER కార్యాచరణను ప్రదర్శించింది, 10 mA cm-2 వద్ద 288 ± 3.9 mV అధిక వోల్టేజ్‌ను మరియు 1.55 V వద్ద 876.1 ± 125.1 A g-1 యొక్క గణనీయమైన అధిక Ir ద్రవ్యరాశి కార్యాచరణను మిస్టర్ బ్లాక్ కోసం సంబంధిత విలువకు గమనించింది. వాస్తవానికి, Ir/Ta2O5 అద్భుతమైన OER కార్యాచరణ మరియు స్థిరత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది పొర-ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ యొక్క 120 గంటలకు పైగా సింగిల్-సెల్ ఆపరేషన్ ద్వారా మరింత నిర్ధారించబడింది.
ప్రతిపాదిత పద్ధతి లోడ్ స్థాయి Ir ను తగ్గించడం మరియు OER సామర్థ్యాన్ని పెంచడం అనే ద్వంద్వ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది. "OER యొక్క పెరిగిన సామర్థ్యం PEMWE ప్రక్రియ యొక్క వ్యయ సామర్థ్యాన్ని పూర్తి చేస్తుంది, తద్వారా దాని మొత్తం పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ విజయం PEMWE యొక్క వాణిజ్యీకరణను విప్లవాత్మకంగా మారుస్తుంది మరియు ప్రధాన స్రవంతి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతిగా దాని స్వీకరణను వేగవంతం చేస్తుంది" అని ఆశావాద ప్రొఫెసర్ పార్క్ సూచిస్తున్నారు.

మొత్తంమీద, ఈ అభివృద్ధి స్థిరమైన హైడ్రోజన్ శక్తి రవాణా పరిష్కారాలను సాధించడానికి మరియు తద్వారా కార్బన్ తటస్థ స్థితిని సాధించడానికి మనల్ని దగ్గర చేస్తుంది.
గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (GIST) గురించి గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (GIST) అనేది దక్షిణ కొరియాలోని గ్వాంగ్జులో ఉన్న ఒక పరిశోధనా విశ్వవిద్యాలయం. GIST 1993లో స్థాపించబడింది మరియు దక్షిణ కొరియాలోని అత్యంత ప్రతిష్టాత్మక పాఠశాలల్లో ఒకటిగా మారింది. ఈ విశ్వవిద్యాలయం సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించే మరియు అంతర్జాతీయ మరియు దేశీయ పరిశోధన ప్రాజెక్టుల మధ్య సహకారాన్ని ప్రోత్సహించే బలమైన పరిశోధనా వాతావరణాన్ని సృష్టించడానికి కట్టుబడి ఉంది. "భవిష్యత్తులో సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ యొక్క గర్వించదగిన రూపకర్త" అనే నినాదానికి కట్టుబడి, GIST దక్షిణ కొరియాలోని అగ్రశ్రేణి విశ్వవిద్యాలయాలలో స్థిరంగా ర్యాంక్ పొందింది.
రచయితల గురించి డాక్టర్ చాంఘో పార్క్ ఆగస్టు 2016 నుండి గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (GIST)లో ప్రొఫెసర్‌గా ఉన్నారు. GISTలో చేరడానికి ముందు, ఆయన శామ్‌సంగ్ SDIకి వైస్ ప్రెసిడెంట్‌గా పనిచేశారు మరియు శామ్‌సంగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ SAIT నుండి మాస్టర్స్ డిగ్రీని పొందారు. ఆయన 1990, 1992 మరియు 1995లో కొరియా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలోని కెమిస్ట్రీ విభాగం నుండి వరుసగా బ్యాచిలర్, మాస్టర్స్ మరియు డాక్టరేట్ డిగ్రీలను పొందారు. ఇంధన కణాలలో పొర ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీలు మరియు నానోస్ట్రక్చర్డ్ కార్బన్ మరియు మిశ్రమ మెటల్ ఆక్సైడ్ మద్దతులను ఉపయోగించి విద్యుద్విశ్లేషణ కోసం ఉత్ప్రేరక పదార్థాల అభివృద్ధిపై ఆయన ప్రస్తుత పరిశోధన దృష్టి సారించింది. ఆయన 126 శాస్త్రీయ పత్రాలను ప్రచురించారు మరియు తన నైపుణ్య రంగంలో 227 పేటెంట్లను పొందారు.
డాక్టర్ చైక్యోంగ్ బాయిక్ కొరియా ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KIST)లో పరిశోధకుడు. ఆయన PEMWE OER మరియు MEA ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధిలో పాల్గొంటున్నారు, ప్రస్తుతం అమ్మోనియా ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యల కోసం ఉత్ప్రేరకాలు మరియు పరికరాలపై దృష్టి పెడుతున్నారు. 2023లో KISTలో చేరడానికి ముందు, చైక్యోంగ్ బాయిక్ గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ నుండి ఎనర్జీ ఇంటిగ్రేషన్‌లో పిహెచ్‌డి పొందారు.
ఎలక్ట్రాన్-రిచ్ Ta2O5 చేత మద్దతు ఇవ్వబడిన మెసోపోరస్ ఇరైడ్ నానోస్ట్రక్చర్ ఆక్సిజన్ పరిణామ ప్రతిచర్య యొక్క కార్యాచరణ మరియు స్థిరత్వాన్ని పెంచుతుంది.
ఈ వ్యాసంలో సమర్పించబడిన పనిని ప్రభావితం చేసే పోటీ ఆర్థిక ఆసక్తులు లేదా వ్యక్తిగత సంబంధాలు తమకు లేవని రచయితలు ప్రకటించారు.
డిస్క్లైమర్: EurekAlert! లో ప్రచురించబడిన పత్రికా ప్రకటనల ఖచ్చితత్వానికి AAAS మరియు EurekAlert! బాధ్యత వహించవు! పాల్గొనే సంస్థ లేదా EurekAlert వ్యవస్థ ద్వారా సమాచారాన్ని ఉపయోగించడం.

మీకు మరిన్ని వివరాలు కావాలంటే, దయచేసి నాకు ఇమెయిల్ పంపండి.
ఇ-మెయిల్:
info@pulisichem.cn
ఫోన్:
+86-533-3149598