മെസോപോറസ് ടാന്റലം ഓക്സൈഡിൽ നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഇറിഡിയം നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ ചാലകത, ഉത്തേജക പ്രവർത്തനം, ദീർഘകാല സ്ഥിരത എന്നിവ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
ചിത്രം: ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെയും യുഎസിലെയും ഗവേഷകർ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രോട്ടോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൺ ഉപയോഗിച്ച് ജലത്തിന്റെ ചെലവ് കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം സുഗമമാക്കുന്നതിന് വർദ്ധിച്ച ഓക്സിജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രവർത്തനമുള്ള ഒരു പുതിയ ഇറിഡിയം ഉൽപ്രേരകം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. കൂടുതലറിയുക.
ലോകത്തിന്റെ ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ശുദ്ധവും സുസ്ഥിരവുമായ ഊർജ്ജ പരിഹാരങ്ങൾക്കായുള്ള നമ്മുടെ തിരയലിൽ ഗതാഗതയോഗ്യമായ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജം വലിയ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നു. ഇക്കാര്യത്തിൽ, ജല വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിലൂടെ അധിക വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ ഗതാഗതയോഗ്യമായ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന പ്രോട്ടോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് മെംബ്രൻ വാട്ടർ ഇലക്ട്രോലൈസറുകൾ (PEMWE-കൾ) വളരെയധികം താൽപ്പര്യം ആകർഷിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമായ ഓക്സിജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ (OER) മന്ദഗതിയിലുള്ള നിരക്ക്, ഇറിഡിയം (Ir), റുഥേനിയം ഓക്സൈഡ് പോലുള്ള വിലകൂടിയ ലോഹ ഓക്സൈഡ് ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോഡുകളിലേക്ക് ഉയർന്ന ലോഡിംഗ് എന്നിവ കാരണം ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിൽ അതിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള പ്രയോഗം പരിമിതമാണ്. . അതിനാൽ, PEMWE യുടെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗത്തിന് ചെലവ് കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ളതുമായ OER ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ വികസനം ആവശ്യമാണ്.

അടുത്തിടെ, ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഗ്വാങ്‌ജു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജിയിലെ പ്രൊഫസർ ചാങ്‌ഹോ പാർക്കിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു കൊറിയൻ-അമേരിക്കൻ ഗവേഷണ സംഘം, PEM വെള്ളത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം കൈവരിക്കുന്നതിനായി മെച്ചപ്പെട്ട ഫോർമിക് ആസിഡ് റിഡക്ഷൻ രീതിയിലൂടെ മെസോപോറസ് ടാന്റലം ഓക്സൈഡ് (Ta2O5) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പുതിയ ഇറിഡിയം നാനോസ്ട്രക്ചേർഡ് കാറ്റലിസ്റ്റ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. അവരുടെ ഗവേഷണം 2023 മെയ് 20 ന് ഓൺലൈനായി പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, 2023 ഓഗസ്റ്റ് 15 ന് ജേണൽ ഓഫ് പവർ സോഴ്‌സസിന്റെ വാല്യം 575 ൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കും. കൊറിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജിയിലെ (KIST) ഗവേഷകനായ ഡോ. ചേക്യോങ് ബെയ്ക്കാണ് ഈ പഠനത്തിന്റെ സഹ-രചയിതാവ്.
"ഇലക്ട്രോൺ സമ്പുഷ്ടമായ Ir നാനോസ്ട്രക്ചർ, സോഫ്റ്റ് ടെംപ്ലേറ്റ് രീതിയും എഥിലീനെഡിയമൈൻ ചുറ്റുപാടുമുള്ള പ്രക്രിയയും സംയോജിപ്പിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള മെസോപോറസ് Ta2O5 സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഏകതാനമായി ചിതറിക്കിടക്കുന്നു, ഇത് ഒരു PEMWE ബാറ്ററിയുടെ Ir ഉള്ളടക്കം 0.3 mg cm-2 ആയി ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു," പ്രൊഫസർ പാർക്ക് വിശദീകരിച്ചു. . Ir/Ta2O5 കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ നൂതന രൂപകൽപ്പന Ir ഉപയോഗം മെച്ചപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല, ഉയർന്ന ചാലകതയും വലിയ ഇലക്ട്രോകെമിക്കലി ആക്റ്റീവ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും ഉണ്ടെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.
കൂടാതെ, എക്സ്-റേ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണും എക്സ്-റേ അബ്സോർപ്ഷൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിയും Ir, Ta എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ ലോഹ-പിന്തുണ ഇടപെടലുകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, അതേസമയം സാന്ദ്രത പ്രവർത്തന സിദ്ധാന്ത കണക്കുകൂട്ടലുകൾ Ta-യിൽ നിന്ന് Ir-ലേക്കുള്ള ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫറിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് O, OH പോലുള്ള അഡ്‌സോർബേറ്റുകളുടെ ശക്തമായ ബന്ധനത്തിന് കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ OOP ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ Ir(III) അനുപാതം നിലനിർത്തുന്നു. ഇത് Ir/Ta2O5 ന്റെ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് IrO2 ന് 0.48 V യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ 0.385 V ന്റെ കുറഞ്ഞ ഓവർവോൾട്ടേജ് ഉള്ളതാണ്.
മിസ്റ്റർ ബ്ലാക്കിന്റെ, 10 mA cm-2 ൽ 288 ± 3.9 mV യുടെ അമിത വോൾട്ടേജും, 1.55 V ൽ 876.1 ± 125.1 A g-1 എന്ന ഗണ്യമായ ഉയർന്ന Ir മാസ് പ്രവർത്തനവും നിരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട്, ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ ഉയർന്ന OER പ്രവർത്തനവും സംഘം പരീക്ഷണാത്മകമായി പ്രദർശിപ്പിച്ചു. വാസ്തവത്തിൽ, Ir/Ta2O5 മികച്ച OER പ്രവർത്തനവും സ്ഥിരതയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് മെംബ്രൻ-ഇലക്ട്രോഡ് അസംബ്ലിയുടെ 120 മണിക്കൂറിലധികം സിംഗിൾ-സെൽ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ കൂടുതൽ സ്ഥിരീകരിച്ചു.
നിർദ്ദിഷ്ട രീതിക്ക് ലോഡ് ലെവൽ Ir കുറയ്ക്കുകയും OER ന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്ന ഇരട്ട നേട്ടമുണ്ട്. “OER ന്റെ വർദ്ധിച്ച കാര്യക്ഷമത PEMWE പ്രക്രിയയുടെ ചെലവ് കാര്യക്ഷമതയെ പൂരകമാക്കുന്നു, അതുവഴി അതിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ നേട്ടം PEMWE യുടെ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുകയും ഒരു മുഖ്യധാരാ ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദന രീതിയായി അതിന്റെ സ്വീകാര്യത ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും,” ശുഭാപ്തിവിശ്വാസിയായ പ്രൊഫസർ പാർക്ക് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

മൊത്തത്തിൽ, ഈ വികസനം സുസ്ഥിരമായ ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജ ഗതാഗത പരിഹാരങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിലേക്കും അതുവഴി കാർബൺ ന്യൂട്രൽ പദവി കൈവരിക്കുന്നതിലേക്കും നമ്മെ അടുപ്പിക്കുന്നു.
ഗ്വാങ്‌ജു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജി (GIST) ഗ്വാങ്‌ജു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജി (GIST) ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഗ്വാങ്‌ജുവിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു ഗവേഷണ സർവകലാശാലയാണ്. 1993-ൽ സ്ഥാപിതമായ GIST, ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഏറ്റവും അഭിമാനകരമായ സ്‌കൂളുകളിൽ ഒന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ വികസനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും അന്താരാഷ്ട്ര, ആഭ്യന്തര ഗവേഷണ പദ്ധതികൾ തമ്മിലുള്ള സഹകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ശക്തമായ ഒരു ഗവേഷണ അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കാൻ സർവകലാശാല പ്രതിജ്ഞാബദ്ധമാണ്. "ഭാവിയുടെ ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ അഭിമാനകരമായ രൂപപ്പെടുത്തുന്നയാൾ" എന്ന മുദ്രാവാക്യം പാലിച്ചുകൊണ്ട്, GIST ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ ഏറ്റവും മികച്ച റാങ്കുള്ള സർവകലാശാലകളിൽ സ്ഥിരമായി റാങ്ക് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
രചയിതാക്കളെക്കുറിച്ച് ഡോ. ചാംഗോ പാർക്ക് 2016 ഓഗസ്റ്റ് മുതൽ ഗ്വാങ്‌ജു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജിയിൽ (GIST) പ്രൊഫസറാണ്. GIST-യിൽ ചേരുന്നതിന് മുമ്പ്, അദ്ദേഹം സാംസങ് SDI-യുടെ വൈസ് പ്രസിഡന്റായി സേവനമനുഷ്ഠിക്കുകയും സാംസങ് ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് SAIT-യിൽ നിന്ന് ബിരുദാനന്തര ബിരുദം നേടുകയും ചെയ്തു. 1990, 1992, 1995 വർഷങ്ങളിൽ കൊറിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്‌നോളജിയിലെ കെമിസ്ട്രി വകുപ്പിൽ നിന്ന് യഥാക്രമം ബാച്ചിലേഴ്‌സ്, ബിരുദാനന്തര ബിരുദങ്ങൾ, ഡോക്ടറേറ്റ് ബിരുദങ്ങൾ എന്നിവ നേടി. നാനോസ്ട്രക്ചർ ചെയ്ത കാർബണും മിക്സഡ് മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് സപ്പോർട്ടുകളും ഉപയോഗിച്ച് ഇന്ധന സെല്ലുകളിലും ഇലക്ട്രോളിസിസിലും മെംബ്രൻ ഇലക്ട്രോഡ് അസംബ്ലികൾക്കായി കാറ്റലറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലാണ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ നിലവിലെ ഗവേഷണം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. അദ്ദേഹം 126 ശാസ്ത്രീയ പ്രബന്ധങ്ങൾ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുകയും തന്റെ വൈദഗ്ധ്യ മേഖലയിൽ 227 പേറ്റന്റുകൾ നേടുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.
കൊറിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജിയിലെ (KIST) ഗവേഷകനാണ് ഡോ. ചേക്യോങ് ബെയ്ക്ക്. അമോണിയ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കായുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റുകളിലും ഉപകരണങ്ങളിലും നിലവിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ച്, PEMWE OER, MEA കാറ്റലിസ്റ്റുകളുടെ വികസനത്തിൽ അദ്ദേഹം പങ്കാളിയാണ്. 2023-ൽ KIST-ൽ ചേരുന്നതിന് മുമ്പ്, ഗ്വാങ്ജു ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസ് ആൻഡ് ടെക്നോളജിയിൽ നിന്ന് എനർജി ഇന്റഗ്രേഷനിൽ ചേക്യോങ് ബെയ്ക്ക് പിഎച്ച്ഡി നേടി.
ഇലക്ട്രോൺ സമ്പുഷ്ടമായ Ta2O5 പിന്തുണയ്ക്കുന്ന മെസോപോറസ് ഐറൈഡ് നാനോസ്ട്രക്ചറിന് ഓക്സിജൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനവും സ്ഥിരതയും വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
ഈ ലേഖനത്തിൽ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കൃതിയെ സ്വാധീനിച്ചേക്കാവുന്ന മത്സരിക്കുന്ന സാമ്പത്തിക താൽപ്പര്യങ്ങളോ വ്യക്തിബന്ധങ്ങളോ തങ്ങൾക്ക് ഇല്ലെന്ന് രചയിതാക്കൾ പ്രഖ്യാപിക്കുന്നു.
നിരാകരണം: EurekAlert!-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്ന പത്രക്കുറിപ്പുകളുടെ കൃത്യതയ്ക്ക് AAAS ഉം EurekAlert! ഉം ഉത്തരവാദികളല്ല! പങ്കെടുക്കുന്ന ഒരു ഓർഗനൈസേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ EurekAlert സിസ്റ്റം വഴിയുള്ള ഏതൊരു വിവര ഉപയോഗവും.

കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ ആവശ്യമുണ്ടെങ്കിൽ, ദയവായി എനിക്ക് ഒരു ഇമെയിൽ അയയ്ക്കുക.
ഇ-മെയിൽ:
info@pulisichem.cn
ഫോൺ:
+86-533-3149598