Ang mga espesyal na idinisenyong iridium nanostructures na idineposito sa mesoporous tantalum oxide ay nagpapahusay ng conductivity, catalytic activity, at pangmatagalang katatagan.
Larawan: Ang mga mananaliksik sa Timog Korea at US ay nakabuo ng isang bagong iridium catalyst na may mas mataas na aktibidad ng oxygen evolution reaction upang mapadali ang cost-effective electrolysis ng tubig gamit ang proton exchange membrane upang makagawa ng hydrogen. matuto nang higit pa
Patuloy na lumalaki ang pangangailangan sa enerhiya ng mundo. Malaki ang maitutulong ng transportable hydrogen energy sa ating paghahanap ng malinis at napapanatiling solusyon sa enerhiya. Kaugnay nito, ang mga proton exchange membrane water electrolysers (PEMWEs), na nagko-convert ng sobrang enerhiyang elektrikal tungo sa transportable hydrogen energy sa pamamagitan ng water electrolysis, ay nakaakit ng maraming interes. Gayunpaman, ang malawakang aplikasyon nito sa produksyon ng hydrogen ay nananatiling limitado dahil sa mabagal na rate ng oxygen evolution reaction (OER), isang mahalagang bahagi ng electrolysis, at ang mataas na pagkarga ng mga mamahaling metal oxide catalyst tulad ng iridium (Ir) at ruthenium oxide sa mga electrode ay limitado. Samakatuwid, ang pagbuo ng mga cost-effective at high-performance OER catalysts ay kinakailangan para sa malawakang aplikasyon ng PEMWE.

Kamakailan lamang, isang pangkat ng pananaliksik na Korean-American na pinamumunuan ni Propesor Changho Park mula sa Gwangju Institute of Science and Technology sa South Korea ang nakabuo ng isang bagong iridium nanostructured catalyst batay sa mesoporous tantalum oxide (Ta2O5) sa pamamagitan ng isang pinahusay na paraan ng pagbabawas ng formic acid upang makamit ang mahusay na electrolysis ng PEM water. Ang kanilang pananaliksik ay inilathala online noong Mayo 20, 2023, at ilalathala sa Tomo 575 ng Journal of Power Sources sa Agosto 15, 2023. Ang pag-aaral ay kapwa isinulat ni Dr. Chaekyong Baik, isang mananaliksik sa Korea Institute of Science and Technology (KIST).
“Ang electron-rich Ir nanostructure ay pantay na nakakalat sa isang matatag na mesoporous Ta2O5 substrate na inihanda sa pamamagitan ng soft template method na sinamahan ng ethylenediamine surrounding process, na epektibong binabawasan ang Ir content ng isang PEMWE battery sa 0.3 mg cm-2,” paliwanag ni Professor Park. Mahalagang tandaan na ang makabagong disenyo ng Ir/Ta2O5 catalyst ay hindi lamang nagpapabuti sa paggamit ng Ir, kundi mayroon din itong mas mataas na conductivity at mas malaking electrochemically active surface area.
Bukod pa rito, ang X-ray photoelectron at X-ray absorption spectroscopy ay nagpapakita ng malakas na interaksyon ng metal-support sa pagitan ng Ir at Ta, habang ang mga kalkulasyon ng density functional theory ay nagpapahiwatig ng paglilipat ng karga mula Ta patungong Ir, na nagdudulot ng malakas na pagbubuklod ng mga adsorbate tulad ng O at OH, at nagpapanatili ng Ir(III) ratio sa panahon ng proseso ng oksihenasyon ng OOP. Ito naman ay nagreresulta sa pagtaas ng aktibidad ng Ir/Ta2O5, na may mas mababang overvoltage na 0.385 V kumpara sa 0.48 V para sa IrO2.
Ipinakita rin ng pangkat sa eksperimento ang mataas na aktibidad ng OER ng katalista, na naobserbahan ang overvoltage na 288 ± 3.9 mV sa 10 mA cm-2 at isang makabuluhang mataas na aktibidad ng mass ng Ir na 876.1 ± 125.1 A g-1 sa 1.55 V sa katumbas na halaga para kay Mr. Black. Sa katunayan, ang Ir/Ta2O5 ay nagpapakita ng mahusay na aktibidad at katatagan ng OER, na higit pang nakumpirma ng mahigit 120 oras na single-cell operation ng membrane-electrode assembly.
Ang iminungkahing pamamaraan ay may dalawahang bentahe ng pagbabawas ng antas ng karga na Ir at pagpapataas ng kahusayan ng OER. "Ang pagtaas ng kahusayan ng OER ay umaakma sa kahusayan sa gastos ng proseso ng PEMWE, sa gayon ay nagpapabuti sa pangkalahatang pagganap nito. Ang tagumpay na ito ay maaaring magbagong-anyo sa komersiyalisasyon ng PEMWE at mapabilis ang pag-aampon nito bilang isang pangunahing pamamaraan ng produksyon ng hydrogen," mungkahi ng isang optimistikong Propesor Park.

Sa pangkalahatan, ang pag-unlad na ito ay naglalapit sa atin sa pagkamit ng mga napapanatiling solusyon sa transportasyon ng enerhiya ng hydrogen at sa gayon ay makamit ang katayuang carbon neutral.
Tungkol sa Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) Ang Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) ay isang unibersidad sa pananaliksik na matatagpuan sa Gwangju, Timog Korea. Ang GIST ay itinatag noong 1993 at naging isa sa mga pinakaprestihiyosong paaralan sa Timog Korea. Ang unibersidad ay nakatuon sa paglikha ng isang matibay na kapaligiran sa pananaliksik na nagtataguyod ng pag-unlad ng agham at teknolohiya at nagtataguyod ng kolaborasyon sa pagitan ng mga internasyonal at lokal na proyekto sa pananaliksik. Sumusunod sa motto na "Proud Shaper of Science and Technology of the Future", ang GIST ay palaging niraranggo sa mga nangungunang unibersidad sa Timog Korea.
Tungkol sa mga Awtor Si Dr. Changho Park ay isang propesor sa Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) simula Agosto 2016. Bago sumali sa GIST, nagsilbi siyang Pangalawang Pangulo ng Samsung SDI at nakatanggap ng Master's degree mula sa Samsung Electronics SAIT. Natanggap niya ang kanyang bachelor's, master's, at doctorate degree mula sa Department of Chemistry, Korea Institute of Science and Technology, noong 1990, 1992, at 1995, ayon sa pagkakabanggit. Ang kanyang kasalukuyang pananaliksik ay nakatuon sa pagbuo ng mga catalytic material para sa mga membrane electrode assembly sa mga fuel cell at electrolysis gamit ang nanostructured carbon at mixed metal oxide supports. Naglathala siya ng 126 na siyentipikong papel at nakatanggap ng 227 patente sa kanyang larangan ng kadalubhasaan.
Si Dr. Chaekyong Baik ay isang mananaliksik sa Korea Institute of Science and Technology (KIST). Siya ay kasangkot sa pagbuo ng mga PEMWE OER at MEA catalyst, na may kasalukuyang pokus sa mga catalyst at aparato para sa mga reaksyon ng oksihenasyon ng ammonia. Bago sumali sa KIST noong 2023, natanggap ni Chaekyung Baik ang kanyang PhD sa Energy Integration mula sa Gwangju Institute of Science and Technology.
Ang mesoporous iride nanostructure na sinusuportahan ng electron-rich Ta2O5 ay maaaring mapahusay ang aktibidad at katatagan ng reaksyon ng ebolusyon ng oxygen.
Ipinapahayag ng mga may-akda na wala silang kilalang magkakasalungat na interes sa pananalapi o personal na relasyon na maaaring lumitaw na nakaimpluwensya sa akdang inilahad sa artikulong ito.
Pagtatanggi: Ang AAAS at EurekAlert! ay hindi mananagot para sa katumpakan ng mga press release na inilathala sa EurekAlert! Anumang paggamit ng impormasyon ng isang kalahok na organisasyon o sa pamamagitan ng sistemang EurekAlert.

Kung nais mo ng karagdagang impormasyon, mangyaring magpadala sa akin ng email.
Email：
info@pulisichem.cn
Tel：
+86-533-3149598