Bir katalizör tasarlamak inanılmaz derecede zordur – Tohoku Üniversitesi’ndeki yet araştırmacıları, en iyilerinden biri olarak sıralanan bir katalizör başarıyla yarattılar. Katalizörleri, çevre dostu teknolojilerde pratik olarak kullanılabilmesi için umutsuzca bir artışa ihtiyaç duyan tipik olarak yavaş tempolu bir reaksiyon olan oksijen evrim reaksiyonunu (OER) büyük ölçüde hızlandırır.
Bu sonuç, düşük potansiyel, uzun süreli stabilite ve pratikliği, iklim değişikliğiyle mücadele etmeye yardımcı olan umut verici bir geleceğe sahip bir katalizörde birleştirir.
Bulgular şurada yayınlandı Amerikan Kimya Derneği Dergisi.
Katalizörlerin tasarlanmasını bu kadar zorlaştıran şey, olumsuz değiş tokuşları en aza indirirken, OER’yi mümkün olduğunca hızlandıran doğru dengeyi elde etmektir. Örneğin, daha aktif alanlar arzu edilirken, çok fazla kişi katalizörün bileşimini ve yapısını tehlikeye atabilir – bu da kararsız hale getirir.
Başarılarının anahtarı Tungsten (W) ve genel oksijen-boşluk ankraj stratejisiydi. Yöntemleri, W tek atomlarının geçiş-metal hidroksitlere/oksitlere yüksek yoğunluklu ve stabil bir şekilde dahil edilmesini sağladı. Bu, ultra ince yapıları stabilize ederken, reaksiyonu hızlandıran daha aktif yerlere izin verir. Bu teknik, aktivite ve istikrar arasındaki geleneksel değiş tokuşları bozar.
Profesör Hao Li (WPI-AIMR), “Bu araştırma, temiz hidrojen yakıtı üretmek için önemli bir süreç olan su elektrolizi için daha verimli ve uygun maliyetli katalizörlerin geliştirilmesine katkıda bulunduğu için önemlidir.”
Bu çalışma, pahalı asil metallere veya kararsız Fe tabanlı sistemlere bağlı olmayan düşük maliyetli, sağlam ve verimli bir alternatif sağlar. Araştırma ekibi, sonraki adımlarının endüstriyel olarak ilgili mevcut yoğunluklar altında katalizörlerin uzun vadeli stabilitesini daha fazla değerlendireceğini ve anyon değişim membran su elektrolizi ve Zn-air piller gibi pratik uygulamalardaki performanslarını araştıracağını söylüyor.
Bu çabalar, bulgularımızın yenilenebilir enerji dönüşümü ve depolama teknolojileri için uygun maliyetli, dayanıklı OER katalizörlerine çevirisini hızlandıracaktır.
