Tantalio oxido mesoporotsuan metatutako iridio nanoegiturek eroankortasuna, jarduera katalitikoa eta epe luzeko egonkortasuna hobetzen dituzte.
Irudia: Hego Koreako eta AEBetako ikertzaileek iridio katalizatzaile berri bat garatu dute, oxigenoaren eboluzio-erreakzio-jarduera handituarekin, uraren elektrolisi kostu-eraginkorra errazteko, protoi-trukerako mintz batekin hidrogenoa sortzeko. Informazio gehiago
Munduko energia-beharrak hazten jarraitzen dute. Hidrogeno-energia garraiagarriak etorkizun handiko aukerak eskaintzen ditu energia-irtenbide garbi eta jasangarrien bilaketan. Zentzu honetan, protoi-trukerako mintz-uraren elektrolizatzaileek (PEMWE), soberako energia elektrikoa uraren elektrolisiaren bidez hidrogeno-energia garraiagarri bihurtzen dutenek, interes handia piztu dute. Hala ere, hidrogenoaren ekoizpenean duen aplikazio handia mugatua da oraindik, elektrolisiaren osagai garrantzitsua den oxigenoaren eboluzio-erreakzio (OER) abiadura motela delako, eta iridioa (Ir) eta rutenio oxidoa bezalako metal oxido katalizatzaile garestiak elektrodoetan sartzea mugatua da. Beraz, kostu-eraginkorrak eta errendimendu handiko OER katalizatzaileak garatzea beharrezkoa da PEMWEren aplikazio zabala lortzeko.

Duela gutxi, Hego Koreako Gwangju Zientzia eta Teknologia Institutuko Changho Park irakasleak zuzendutako ikerketa-talde korear-estatubatuar batek iridio nanoegituradun katalizatzaile berri bat garatu du, tantalo oxido mesoporotsuan (Ta2O5) oinarrituta, azido formikoaren murrizketa-metodo hobetu baten bidez, PEM uraren elektrolisi eraginkorra lortzeko. Haien ikerketa sarean argitaratu zen 2023ko maiatzaren 20an, eta Journal of Power Sources aldizkariaren 575. liburukian argitaratuko da 2023ko abuztuaren 15ean. Ikerketaren egilekidea Chaekyong Baik doktorea izan da, Koreako Zientzia eta Teknologia Institutuko (KIST) ikertzailea.
«Elektroietan aberatsa den Ir nanoegitura uniformeki sakabanatuta dago txantiloi bigunaren metodoaren eta etilendiamina inguratzen duen prozesuaren bidez prestatutako Ta2O5 substratu mesoporotsu egonkor batean, eta horrek PEMWE bateria bakar baten Ir edukia 0,3 mg cm-2-ra murrizten du», azaldu zuen Park irakasleak. Garrantzitsua da aipatzea Ir/Ta2O5 katalizatzailearen diseinu berritzaileak ez duela Ir-aren erabilera hobetzen bakarrik, baizik eta eroankortasun handiagoa eta gainazal elektrokimikoki aktibo handiagoa ere badituela.
Gainera, X izpien fotoelektroien eta X izpien xurgapen espektroskopiak Ir eta Ta arteko metal-euskarri elkarrekintza sendoak agerian uzten dituzte, dentsitate funtzionalaren teoriaren kalkuluek Ta-tik Ir-rako karga-transferentzia adierazten duten bitartean, eta horrek O eta OH bezalako adsorbatoen lotura sendoa eragiten du, eta Ir(III) erlazioa mantentzen du OOP oxidazio prozesuan zehar. Horrek, aldi berean, Ir/Ta2O5-ren jarduera handitzen du, eta honek 0,385 V-ko gaintentsio txikiagoa du, IrO2-ren 0,48 V-rekin alderatuta.
Taldeak esperimentalki frogatu zuen katalizatzailearen OER jarduera handia, 288 ± 3,9 mV-ko gaintentsioa ikusi baitzuen 10 mA cm-2-tan eta Ir masa-jarduera nabarmen altua, 876,1 ± 125,1 A g-1, 1,55 V-tan, dagokion balioraino. Black jaunarentzat. Izan ere, Ir/Ta2O5-ek OER jarduera eta egonkortasun bikaina erakusten du, eta hori mintz-elektrodo multzoaren 120 ordu baino gehiagoko funtzionamendu zelulabakarretik berretsi zen.
Proposatutako metodoak abantaila bikoitza du: Ir karga-maila murriztea eta OERren eraginkortasuna handitzea. "OERren eraginkortasun handiagoak PEMWE prozesuaren kostu-eraginkortasuna osatzen du, eta horrela, bere errendimendu orokorra hobetzen du. Lorpen honek PEMWEren merkaturatzea irauli dezake eta hidrogenoa ekoizteko metodo nagusi gisa hartzea bizkortu", dio Park irakasle baikorrak.

Oro har, garapen honek hidrogenoaren energia garraiatzeko irtenbide iraunkorrak lortzera eta, beraz, karbono neutroa den egoerara hurbiltzen gaitu.
Gwangju Zientzia eta Teknologia Institutuari buruz (GIST) Gwangju Zientzia eta Teknologia Institutua (GIST) Hego Koreako Gwangjun kokatutako ikerketa unibertsitate bat da. GIST 1993an sortu zen eta Hego Koreako eskola ospetsuenetako bat bihurtu da. Unibertsitateak zientziaren eta teknologiaren garapena sustatzen duen eta nazioarteko eta etxeko ikerketa proiektuen arteko lankidetza sustatzen duen ikerketa ingurune sendo bat sortzeko konpromisoa hartu du. "Etorkizuneko Zientzia eta Teknologiaren Eratzaile Harroa" leloari jarraituz, GIST etengabe sailkatzen da Hego Koreako unibertsitate onenen artean.
Egileei buruz Changho Park doktorea Gwangju Zientzia eta Teknologia Institutuko (GIST) irakaslea da 2016ko abuztuaz geroztik. GISTen sartu aurretik, Samsung SDIko presidenteorde gisa aritu zen eta masterra lortu zuen Samsung Electronics SAITen. Lizentziatura, masterra eta doktoregoa Kimika Sailean lortu zituen Koreako Zientzia eta Teknologia Institutuko Kimika Sailean, 1990ean, 1992an eta 1995ean, hurrenez hurren. Bere egungo ikerketak erregai-pilen mintz-elektrodoen muntaketarako eta elektrolisirako material katalitikoen garapenean oinarritzen da, karbono nanoegituratua eta oxido metaliko mistoko euskarriak erabiliz. 126 artikulu zientifiko argitaratu ditu eta 227 patente jaso ditu bere espezializazio-arloan.
Chaekyong Baik doktorea Koreako Zientzia eta Teknologia Institutuko (KIST) ikertzailea da. PEMWE OER eta MEA katalizatzaileen garapenean parte hartzen du, eta gaur egun amoniako oxidazio erreakzioetarako katalizatzaile eta gailuetan zentratzen da. 2023an KISTen sartu aurretik, Chaekyung Baik-ek Energia Integrazioan doktoretza lortu zuen Gwangjuko Zientzia eta Teknologia Institutuan.
Ta2O5 elektroietan aberatsa den irido nanoegiturak eutsitako mesoporotsu irido nanoegiturak oxigenoaren eboluzio erreakzioaren jarduera eta egonkortasuna hobetu ditzake.
Egileek adierazten dute ez dutela artikulu honetan aurkeztutako lanean eragina izan zezakeen interes ekonomiko lehiakorrik edo harreman pertsonalik ezagutzen.
Oharra: AAAS eta EurekAlert! ez dira EurekAlert-en argitaratutako prentsa-oharren zehaztasunaren erantzule! Parte hartzen duen erakunde batek edo EurekAlert sistemaren bidez informazioa erabiltzea debekatuta dago.

Informazio gehiago nahi baduzu, bidali mezu elektroniko bat.
Helbide elektronikoa:
info@pulisichem.cn
Telefonoa:
+86-533-3149598