Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (Postech) ve Seul National Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, su bölme katalizörlerini sadece 300 ° C’lik bir fırın sıcaklığında 800 ° C’lik geleneksel fırın sıcaklığından çok daha düşük aktive etmek için yeni bir yöntem geliştirdi. Bu düşük sıcaklık işlemi aynı zamanda katalizörün oksijen evrim verimliliğini yaklaşık altı kat arttırır.
Prof. Yong-Tae Kim ve Postech’ten Dr. Sang-Mun Jung ve Prof. Junwoo Son ve Seul National Üniversitesi’nden Dr. Youngkwang Kim liderliğindeki çalışma dergide yayınlandı. Gelişmiş fonksiyonel malzemeler.
Güneş ve rüzgar gücü hava ile dalgalanan elektrik üretir. Hidrojen, bu fazla enerjiyi depolamak için bir çözüm sunar. Suyu hidrojen ve oksijene bölmek için elektriği kullanmak, enerjinin depolanmasını ve daha sonra tekrar elektrik gücüne dönüştürülmesini sağlar-uzun süreli büyük ölçekli enerji depolama alanı sağlar.
Bununla birlikte, su elektrolizlerinin anotundaki oksijen evrim reaksiyonu (OER), çok aşamalı elektron transfer işleminin durgun kinetiği nedeniyle yüksek bir aşırı potansiyel gerektirir. Elektrokatalizörler reaksiyonu hızlandırmak için kullanılır ve sonuç olarak, OER için yüksek oranda aktif elektrokatalizörlerin geliştirilmesine kapsamlı çabalar ayrılmıştır.
Ekip, sabit ve değiştirilmesi kolay olan Perovskite adlı bir tür malzemeye odaklandı. Bununla birlikte, nispeten büyük parçacık boyutu (> 100 nm) katalitik aktivitesini sınırlar.
Bunun üstesinden gelmek için araştırmacılar, perovskit kafesindeki metal iyonlarının yüzeye göç ettiği ve nano ölçekli aktif parçacıklar oluşturduğu “exsolution” adlı bir yöntem kullandılar.
Normalde, exsolution, birkaç saat boyunca 800 ° C’nin üzerinde ısıtmayı gerektirir. Bununla birlikte, boncuk değirmeni adı verilen bir teknik uygulayarak, araştırmacılar aynı etkiyi sadece 300 ° C’de elde ettiler. Boncuk frezeleme, mikroskobik boncuklar kullanarak malzemeyi öğütür, ince parçacıklara ayırır ve iç yapısını gevşetir. Bu, metal iyonlarının yüzeye ulaşmasını kolaylaştırır.
Exoleed elektrokatalizör, orijinal perovskit katalizöründen yaklaşık altı kat daha verimli oksijen üretirken, enerji maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. Bu, yöntemi yenilenebilir enerjiden büyük ölçekli hidrojen üretimi için daha uygun hale getirir.
Prof. Kim, “Bu çalışma, su elektrolizi için yüksek performanslı, düşük maliyetli katalizörler geliştirmeye yönelik büyük bir adım atıyor.” Dedi. “Nano ölçekte yapıyı kontrol etmek sistem verimliliğini artırmanın anahtarı olacaktır.”
