مېزوپوروز تانتال ئوكسىد ئۈستىگە قويۇلغان ئالاھىدە لايىھەلەنگەن ئىرىدىي نانو قۇرۇلمىسى ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى، كاتالىزاتورلۇق ئاكتىپلىقىنى ۋە ئۇزۇن مۇددەتلىك مۇقىملىقىنى ئاشۇرىدۇ.
رەسىم: جەنۇبىي كورېيە ۋە ئامېرىكىدىكى تەتقىقاتچىلار ئوكسىگېننىڭ ئېۋولياتسىيە رېئاكسىيەسى ئاكتىپلىقىنى ئاشۇرغان يېڭى ئىرىدىي كاتالىزاتورىنى ئىجاد قىلدى، بۇ ئارقىلىق پروتون ئالماشتۇرۇش پەردىسى ئارقىلىق سۇنىڭ ئەرزان ئېلېكترولىزمى ئارقىلىق ھىدروگېن ھاسىل قىلىش ئاسانلاشتۇرۇلىدۇ. تېخىمۇ كۆپ ئۆگىنىڭ.
دۇنيانىڭ ئېنېرگىيە ئېھتىياجى داۋاملىق ئېشىۋاتىدۇ. توشۇغىلى بولىدىغان ھىدروگېن ئېنېرگىيەسى پاكىز ۋە ئىمكانىيەتلىك ئېنېرگىيە چارىلىرىنى ئىزدەشتە زور ئۈمىدكە ئىگە. بۇ جەھەتتە، سۇ ئېلېكترولىزمى ئارقىلىق ئارتۇقچە ئېلېكتر ئېنېرگىيەسىنى توشۇغىلى بولىدىغان ھىدروگېن ئېنېرگىيەسىگە ئايلاندۇرىدىغان پروتون ئالماشتۇرۇش پەردىلىك سۇ ئېلېكترولىزمچىلىرى (PEMWE) كۆپچىلىكنىڭ دىققىتىنى تارتتى. قانداقلا بولمىسۇن، ئېلېكترولىزمنىڭ مۇھىم تەركىبىي قىسمى بولغان ئوكسىگېننىڭ ئايرىلىشى رېئاكسىيەسىنىڭ (OER) سۈرئىتىنىڭ ئاستا بولۇشى ۋە ئېلېكترودلارغا ئىرىدىي (Ir) ۋە رۇتېنىي ئوكسىد قاتارلىق قىممەت باھالىق مېتال ئوكسىد كاتالىزاتورلىرىنىڭ كۆپ مىقداردا يۈكلىنىشى سەۋەبىدىن، ئۇنىڭ ھىدروگېن ئىشلەپچىقىرىشتا كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىشى چەكلىك. شۇڭا، PEMWE نى كەڭ كۆلەمدە قوللىنىش ئۈچۈن، ئەرزان ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك OER كاتالىزاتورلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش زۆرۈر.

يېقىندا، كورىيە گۋاڭجۇ پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتىنىڭ پروفېسسورى چاڭخو پارك رەھبەرلىكىدىكى كورىيە-ئامېرىكا تەتقىقات گۇرۇپپىسى PEM سۈيىنىڭ ئۈنۈملۈك ئېلېكتروللىزىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، مېزوپوزا تانتال ئوكسىد (Ta2O5) غا ئاساسلانغان يېڭى ئىرىدىي نانو قۇرۇلمىلىق كاتالىزاتورنى تەرەققىي قىلدۇردى. بۇ كاتالىزاتور ياخشىلانغان فورمىك كىسلاتانى قايتۇرۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق PEM سۈيىنىڭ ئۈنۈملۈك ئېلېكتروللىزىغا ئېرىشتى. ئۇلارنىڭ تەتقىقاتى 2023-يىلى 5-ئاينىڭ 20-كۈنى توردا ئېلان قىلىندى، ھەمدە 2023-يىلى 8-ئاينىڭ 15-كۈنى «ئېلېكتر مەنبەلىرى ژۇرنىلى» نىڭ 575-سانىدا ئېلان قىلىنىدۇ. بۇ تەتقىقات كورىيە پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (KIST) نىڭ تەتقىقاتچىسى دوكتور چائېكيوڭ بايك بىلەن بىرلىكتە يېزىلغان.
«ئېلېكترونغا باي Ir نانو قۇرۇلمىسى يۇمشاق قېلىپ ئۇسۇلى بىلەن ئېتىلېندىئامىننى ئوراپ تۇرۇش ئۇسۇلى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن مۇقىم مېزوپوزا Ta2O5 ئاساسىغا تەكشى تارقالغان بولۇپ، بۇ بىر PEMWE باتارېيەسىنىڭ Ir مىقدارىنى 0.3 مىللىگرام سانتىمېتىر-2 گىچە ئۈنۈملۈك تۆۋەنلىتىدۇ» دەپ چۈشەندۈردى پروفېسسور پارك. . Ir/Ta2O5 كاتالىزاتورىنىڭ يېڭىلىق يارىتىش لايىھىسىنىڭ Ir ئىشلىتىشنى ياخشىلاپلا قالماي، يەنە يۇقىرى ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە چوڭراق ئېلېكتروخىمىيىلىك ئاكتىپ يۈز كۆلىمىگە ئىگە ئىكەنلىكىنى ئەسكەرتىش مۇھىم.
بۇنىڭدىن باشقا، رېنتىگېن نۇرى فوتوئېلېكترون ۋە رېنتىگېن نۇرى يۇتۇش سپېكتروسكوپىيەسى Ir بىلەن Ta ئوتتۇرىسىدىكى كۈچلۈك مېتال تىرەك ئۆز-ئارا تەسىرنى ئاشكارىلىدى، زىچلىق فۇنكسىيە نەزەرىيەسى ھېسابلاشلىرى بولسا Ta دىن Ir غا توك يۆتكىلىشىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ O ۋە OH قاتارلىق ئادسورباتلارنىڭ كۈچلۈك باغلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ھەمدە OOP ئوكسىدلىنىش جەريانىدا Ir(III) نىسبىتىنى ساقلايدۇ. بۇ ئۆز نۆۋىتىدە Ir/Ta2O5 نىڭ ئاكتىپلىقىنىڭ ئېشىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، بۇ IrO2 نىڭ 0.48 V غا سېلىشتۇرغاندا 0.385 V تۆۋەن بولغان يۇقىرى توك بېسىمىغا ئىگە.
بۇ گۇرۇپپا يەنە كاتالىزاتورنىڭ يۇقىرى OER پائالىيىتىنى تەجرىبە ئارقىلىق كۆرسىتىپ، 10 mA cm-2 دا 288 ± 3.9 mV لىق ئارتۇق توك بېسىمى ۋە 1.55 V دا 876.1 ± 125.1 A g-1 لىق كۆرۈنەرلىك يۇقىرى Ir ماسسا پائالىيىتىنى كۆزەتتى. ئەمەلىيەتتە، Ir/Ta2O5 ناھايىتى ياخشى OER پائالىيىتى ۋە مۇقىملىقىنى نامايان قىلىدۇ، بۇ پەردە-ئېلېكترود قۇرۇلمىسىنىڭ 120 سائەتتىن ئارتۇق يەككە ھۈجەيرىلىك خىزمىتى ئارقىلىق تېخىمۇ ئىسپاتلاندى.
تەكلىپ قىلىنغان ئۇسۇلنىڭ يۈك دەرىجىسى Ir نى تۆۋەنلىتىش ۋە OER نىڭ ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش قاتارلىق قوش ئەۋزەللىكى بار. «OER نىڭ ئۈنۈمىنىڭ ئېشىشى PEMWE جەريانىنىڭ تەننەرخ ئۈنۈمىنى تولۇقلايدۇ، شۇنىڭ بىلەن ئۇنىڭ ئومۇمىي ئىقتىدارىنى ياخشىلايدۇ. بۇ نەتىجە PEMWE نىڭ سودىلىشىشىنى ئىنقىلابىيلاشتۇرالايدۇ ۋە ئۇنىڭ ئاساسلىق ھىدروگېن ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلى سۈپىتىدە قوللىنىلىشىنى تېزلىتىدۇ» دەپ ئۈمىدۋار پروفېسسور پارك ئوتتۇرىغا قويدى.

ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا، بۇ تەرەققىيات بىزنى ئىمكانقەدەر ئۇزاققىچە داۋاملىشىدىغان ھىدروگېن ئېنېرگىيەسى توشۇش چارىلىرىگە ئېرىشىشكە ۋە شۇنىڭ بىلەن كاربون نېيتراللىقىغا ئېرىشىشكە يېقىنلاشتۇردى.
گۋاڭجۇ پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (GIST) ھەققىدە گۋاڭجۇ پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (GIST) جەنۇبىي كورېيەنىڭ گۋاڭجۇ شەھىرىگە جايلاشقان تەتقىقات ئۇنىۋېرسىتېتى. GIST 1993-يىلى قۇرۇلغان بولۇپ، جەنۇبىي كورېيەدىكى ئەڭ داڭلىق مەكتەپلەرنىڭ بىرىگە ئايلانغان. بۇ ئۇنىۋېرسىتېت پەن-تېخنىكىنىڭ تەرەققىياتىنى ئىلگىرى سۈرىدىغان ۋە خەلقئارا ۋە دۆلەت ئىچىدىكى تەتقىقات تۈرلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ھەمكارلىقنى ئىلگىرى سۈرىدىغان كۈچلۈك تەتقىقات مۇھىتى يارىتىشقا بېغىشلانغان. «كەلگۈسىدىكى پەن-تېخنىكىنىڭ پەخىرلىك شەكىللىگۈچىسى» دېگەن شۇئارغا ئەمەل قىلىپ، GIST جەنۇبىي كورېيەدىكى ئالدىنقى قاتاردىكى ئۇنىۋېرسىتېتلار قاتارىدا ئىزچىل ئورۇننى ئىگىلەپ كەلمەكتە.
ئاپتورلار ھەققىدە دوكتور چاڭخو پارك 2016-يىلى 8-ئايدىن باشلاپ گۋاڭجۇ پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (GIST) نىڭ پروفېسسورى بولۇپ ئىشلەۋاتىدۇ. GIST غا قوشۇلۇشتىن بۇرۇن، ئۇ سامسۇڭ SDI نىڭ مۇئاۋىن رەئىسى بولغان ۋە سامسۇڭ ئېلېكترون شىركىتى SAIT دىن ماگىستىرلىق ئۇنۋانىغا ئېرىشكەن. ئۇ 1990-يىلى، 1992-يىلى ۋە 1995-يىلى ئايرىم-ئايرىم ھالدا كورېيە پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتىنىڭ خىمىيە فاكۇلتېتىدا باكلاۋۇرلۇق، ماگىستىرلىق ۋە دوكتورلۇق ئۇنۋانىغا ئېرىشكەن. ئۇنىڭ ھازىرقى تەتقىقاتى يېقىلغۇ باتارېيەسىدىكى پەردە ئېلېكترود يىغىنلىرى ۋە نانو قۇرۇلمىلىق كاربون ۋە ئارىلاش مېتال ئوكسىد تىرەكلىرىنى ئىشلىتىپ ئېلېكترولىزم قىلىش ئۈچۈن كاتالىزاتورلۇق ماتېرىياللارنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا مەركەزلەشكەن. ئۇ ئۆزىنىڭ كەسپىي ساھەسىدە 126 ئىلمىي ماقالە ئېلان قىلغان ۋە 227 پاتېنتقا ئېرىشكەن.
دوكتور چاكيۇڭ بايك كورېيە پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتى (KIST) نىڭ تەتقىقاتچىسى. ئۇ PEMWE OER ۋە MEA كاتالىزاتورلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا قاتنىشىۋاتىدۇ، ھازىر كاتالىزاتور ۋە ئاممىياك ئوكسىدلىنىش رېئاكسىيەسى ئۈچۈن ئۈسكۈنىلەرگە دىققەت قىلىدۇ. 2023-يىلى KIST غا قوشۇلۇشتىن بۇرۇن، چاكيۇڭ بايك گۋاڭجۇ پەن-تېخنىكا ئىنستىتۇتىدا ئېنېرگىيە بىرلەشتۈرۈش كەسپىدە دوكتورلۇق ئۇنۋانىغا ئېرىشكەن.
ئېلېكترونغا باي Ta2O5 تەرىپىدىن قوللايدىغان مېزوپوزا شەكىللىك ئىرىد نانو قۇرۇلمىسى ئوكسىگېننىڭ ئېۋولۇتسىيە رېئاكسىيەسىنىڭ پائالىيىتى ۋە مۇقىملىقىنى ئاشۇرالايدۇ.
ئاپتورلار بۇ ماقالىدە كۆرسىتىلگەن ئەسەرگە تەسىر كۆرسىتىدىغان ھېچقانداق رىقابەتلىشىدىغان پۇل-مۇئامىلە مەنپەئەتى ياكى شەخسىي مۇناسىۋىتى يوقلۇقىنى جاكارلىدى.
ئەسكەرتىش: AAAS ۋە EurekAlert! EurekAlert! دا ئېلان قىلىنغان ئاخبارات ئېلانلىرىنىڭ توغرىلىقىغا مەسئۇل ئەمەس. قاتناشقان تەشكىلات ياكى EurekAlert سىستېمىسى ئارقىلىق ئۇچۇرلارنىڭ ئىشلىتىلىشى.

ئەگەر تېخىمۇ كۆپ ئۇچۇرغا ئېرىشمەكچى بولسىڭىز، ماڭا ئېلخەت يوللاڭ.
ئېلخەت ئادرېسى:
info@pulisichem.cn
تېلېفون:
+86-533-3149598