మెసోపోరస్ టాంటాలమ్ ఆక్సైడ్‌పై నిక్షేపించబడిన ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన ఇరిడియం నానో నిర్మాణాలు వాహకత, ఉత్ప్రేరక క్రియాశీలత మరియు దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
చిత్రం: దక్షిణ కొరియా మరియు అమెరికాలోని పరిశోధకులు, ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెంబ్రేన్‌ను ఉపయోగించి నీటిని తక్కువ ఖర్చుతో విద్యుద్విశ్లేషణ చేసి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, పెరిగిన ఆక్సిజన్ ఎవల్యూషన్ రియాక్షన్ యాక్టివిటీతో కూడిన ఒక కొత్త ఇరిడియం ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. మరింత తెలుసుకోండి
ప్రపంచ ఇంధన అవసరాలు నిరంతరం పెరుగుతూనే ఉన్నాయి. స్వచ్ఛమైన మరియు సుస్థిరమైన ఇంధన పరిష్కారాల అన్వేషణలో, రవాణా చేయగల హైడ్రోజన్ శక్తి గొప్ప ఆశను కలిగి ఉంది. ఈ విషయంలో, నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా అదనపు విద్యుత్ శక్తిని రవాణా చేయగల హైడ్రోజన్ శక్తిగా మార్చే ప్రోటాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెంబ్రేన్ వాటర్ ఎలక్ట్రోలైజర్లు (PEMWEలు) ఎంతో ఆసక్తిని ఆకర్షించాయి. అయినప్పటికీ, విద్యుద్విశ్లేషణలో ఒక ముఖ్యమైన భాగమైన ఆక్సిజన్ ఎవల్యూషన్ రియాక్షన్ (OER) యొక్క నెమ్మదైన రేటు, మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌లలో ఇరిడియం (Ir) మరియు రుథేనియం ఆక్సైడ్ వంటి ఖరీదైన మెటల్ ఆక్సైడ్ ఉత్ప్రేరకాలను అధిక పరిమాణంలో చేర్చడం వంటి కారణాల వల్ల, హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తిలో దీని భారీస్థాయి అనువర్తనం పరిమితంగానే ఉంది. అందువల్ల, PEMWEల విస్తృత అనువర్తనం కోసం, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన మరియు అధిక పనితీరు గల OER ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధి అవసరం.

ఇటీవల, దక్షిణ కొరియాలోని గ్వాంగ్జు ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ చాంగ్‌హో పార్క్ నేతృత్వంలోని కొరియన్-అమెరికన్ పరిశోధన బృందం, PEM నీటి సమర్థవంతమైన విద్యుద్విశ్లేషణను సాధించడానికి, మెరుగైన ఫార్మిక్ ఆమ్ల క్షయకరణ పద్ధతి ద్వారా మెసోపోరస్ టాంటాలమ్ ఆక్సైడ్ (Ta2O5) ఆధారంగా ఒక కొత్త ఇరిడియం నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఉత్ప్రేరకాన్ని అభివృద్ధి చేసింది. వారి పరిశోధన మే 20, 2023న ఆన్‌లైన్‌లో ప్రచురించబడింది మరియు ఆగష్టు 15, 2023న జర్నల్ ఆఫ్ పవర్ సోర్సెస్ యొక్క వాల్యూమ్ 575లో ప్రచురించబడుతుంది. ఈ అధ్యయనానికి కొరియా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KIST) పరిశోధకుడైన డాక్టర్ చాక్యోంగ్ బైక్ సహ రచయితగా ఉన్నారు.
"సాఫ్ట్ టెంప్లేట్ పద్ధతి మరియు ఇథైలెన్‌డయామైన్ పరివేష్టిత ప్రక్రియ కలయికతో తయారు చేయబడిన స్థిరమైన మెసోపోరస్ Ta2O5 సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఎలక్ట్రాన్-సమృద్ధిగల Ir నానోస్ట్రక్చర్ ఏకరీతిగా వ్యాపించి ఉంటుంది, ఇది ఒకే PEMWE బ్యాటరీలోని Ir కంటెంట్‌ను 0.3 mg cm-2 కు సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది," అని ప్రొఫెసర్ పార్క్ వివరించారు. Ir/Ta2O5 ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఈ వినూత్న రూపకల్పన Ir వినియోగాన్ని మెరుగుపరచడమే కాకుండా, అధిక వాహకతను మరియు పెద్ద ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా చురుకైన ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కూడా కలిగి ఉందని గమనించడం ముఖ్యం.
అదనంగా, ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ మరియు ఎక్స్-రే అబ్సార్ప్షన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీలు Ir మరియు Ta మధ్య బలమైన మెటల్-సపోర్ట్ పరస్పర చర్యలను వెల్లడిస్తాయి, అయితే డెన్సిటీ ఫంక్షనల్ థియరీ గణనలు Ta నుండి Ir కు చార్జ్ బదిలీని సూచిస్తాయి, ఇది O మరియు OH వంటి అధిశోషకాల యొక్క బలమైన బంధానికి కారణమవుతుంది మరియు OOP ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ సమయంలో Ir(III) నిష్పత్తిని నిర్వహిస్తుంది. ఇది Ir/Ta2O5 యొక్క పెరిగిన క్రియాశీలతకు దారితీస్తుంది, దీనికి IrO2 యొక్క 0.48 V తో పోలిస్తే 0.385 V తక్కువ ఓవర్‌వోల్టేజ్ ఉంటుంది.
ఈ బృందం ఉత్ప్రేరకం యొక్క అధిక OER క్రియాశీలతను ప్రయోగాత్మకంగా ప్రదర్శించింది, 10 mA cm-2 వద్ద 288 ± 3.9 mV ఓవర్‌వోల్టేజ్‌ను మరియు 1.55 V వద్ద 876.1 ± 125.1 A g-1 యొక్క గణనీయంగా అధిక Ir ద్రవ్యరాశి క్రియాశీలతను గమనించింది. వాస్తవానికి, Ir/Ta2O5 అద్భుతమైన OER క్రియాశీలత మరియు స్థిరత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది మెంబ్రేన్-ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీ యొక్క 120 గంటలకు పైగా సింగిల్-సెల్ ఆపరేషన్ ద్వారా మరింతగా నిర్ధారించబడింది.
ప్రతిపాదిత పద్ధతి లోడ్ స్థాయి Irను తగ్గించడం మరియు OER సామర్థ్యాన్ని పెంచడం అనే ద్వంద్వ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది. "OER యొక్క పెరిగిన సామర్థ్యం, ​​PEMWE ప్రక్రియ యొక్క వ్యయ సామర్థ్యానికి తోడ్పడి, తద్వారా దాని మొత్తం పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ విజయం PEMWE వాణిజ్యీకరణలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకురాగలదు మరియు దీనిని ఒక ప్రధాన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి పద్ధతిగా స్వీకరించడాన్ని వేగవంతం చేయగలదు," అని ప్రొఫెసర్ పార్క్ ఆశాభావం వ్యక్తం చేశారు.

మొత్తం మీద, ఈ అభివృద్ధి మనల్ని సుస్థిర హైడ్రోజన్ శక్తి రవాణా పరిష్కారాలను సాధించడానికి, తద్వారా కార్బన్ తటస్థ స్థితిని చేరుకోవడానికి మరింత చేరువ 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 ప్రతిష్టాత్మకమైన విద్యాసంస్థలలో ఒకటిగా మారింది. ఈ విశ్వవిద్యాలయం, సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించే బలమైన పరిశోధనా వాతావరణాన్ని సృష్టించడానికి మరియు అంతర్జాతీయ, దేశీయ పరిశోధనా ప్రాజెక్టుల మధ్య సహకారాన్ని ప్రోత్సహించడానికి కట్టుబడి ఉంది. "భవిష్యత్ సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీకి గర్వించదగిన రూపకర్త" అనే నినాదానికి కట్టుబడి, GIST స్థిరంగా దక్షిణ కొరియాలోని అగ్రశ్రేణి విశ్వవిద్యాలయాలలో ఒకటిగా నిలుస్తోంది.
రచయితల గురించి: డాక్టర్ చాంగ్హో పార్క్ ఆగష్టు 2016 నుండి గ్వాంగ్జు ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (GIST)లో ప్రొఫెసర్‌గా పనిచేస్తున్నారు. GISTలో చేరక ముందు, ఆయన శాంసంగ్ SDIలో వైస్ ప్రెసిడెంట్‌గా పనిచేశారు మరియు శాంసంగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ SAIT నుండి మాస్టర్స్ డిగ్రీని పొందారు. ఆయన తన బ్యాచిలర్, మాస్టర్స్ మరియు డాక్టరేట్ డిగ్రీలను కొరియా ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలోని రసాయనశాస్త్ర విభాగం నుండి వరుసగా 1990, 1992 మరియు 1995 సంవత్సరాలలో పొందారు. ఆయన ప్రస్తుత పరిశోధన, నానోస్ట్రక్చర్డ్ కార్బన్ మరియు మిశ్రమ లోహ ఆక్సైడ్ సపోర్ట్‌లను ఉపయోగించి ఫ్యూయల్ సెల్స్ మరియు ఎలక్ట్రోలైసిస్‌లో మెంబ్రేన్ ఎలక్ట్రోడ్ అసెంబ్లీల కోసం ఉత్ప్రేరక పదార్థాల అభివృద్ధిపై దృష్టి సారిస్తుంది. ఆయన తన నైపుణ్యం ఉన్న రంగంలో 126 శాస్త్రీయ పత్రాలను ప్రచురించారు మరియు 227 పేటెంట్లను పొందారు.
డాక్టర్ చాయెక్యోంగ్ బైక్ కొరియా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (KIST)లో పరిశోధకుడు. ఆయన PEMWE OER మరియు MEA ఉత్ప్రేరకాల అభివృద్ధిలో పాలుపంచుకుంటున్నారు, ప్రస్తుతం అమ్మోనియా ఆక్సీకరణ చర్యల కోసం ఉత్ప్రేరకాలు మరియు పరికరాలపై దృష్టి సారిస్తున్నారు. 2023లో KISTలో చేరడానికి ముందు, చాయెక్యోంగ్ బైక్ గ్వాంగ్జు ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ నుండి ఎనర్జీ ఇంటిగ్రేషన్‌లో తన పీహెచ్‌డీని పొందారు.
ఎలక్ట్రాన్ సమృద్ధిగా ఉన్న Ta2O5 మద్దతుతో ఏర్పడిన మెసోపోరస్ ఇరైడ్ నానోస్ట్రక్చర్, ఆక్సిజన్ ఎవల్యూషన్ రియాక్షన్ యొక్క క్రియాశీలతను మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
ఈ వ్యాసంలో సమర్పించిన పనిని ప్రభావితం చేసే అవకాశం ఉన్నట్లు కనిపించే ఎలాంటి పోటీ ఆర్థిక ప్రయోజనాలు లేదా వ్యక్తిగత సంబంధాలు తమకు తెలియవని రచయితలు ప్రకటిస్తున్నారు.
నిరాకరణ: యూరెక్అలర్ట్!లో ప్రచురించబడిన పత్రికా ప్రకటనల ఖచ్చితత్వానికి AAAS మరియు యూరెక్అలర్ట్! బాధ్యత వహించవు. పాల్గొనే సంస్థ ద్వారా లేదా యూరెక్అలర్ట్ సిస్టమ్ ద్వారా సమాచారాన్ని ఉపయోగించడం.

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