میسوپورس ٹینٹلم آکسائیڈ پر جمع خصوصی طور پر ڈیزائن کردہ اریڈیم نانو اسٹرکچر چالکتا، کیٹلیٹک سرگرمی اور طویل مدتی استحکام کو بڑھاتے ہیں۔
تصویر: جنوبی کوریا اور امریکہ کے محققین نے ہائیڈروجن پیدا کرنے کے لیے ایک پروٹون ایکسچینج جھلی کے ساتھ پانی کی لاگت سے موثر برقی تجزیہ کو آسان بنانے کے لیے آکسیجن کے ارتقاء کے رد عمل کی سرگرمیوں میں اضافہ کے ساتھ ایک نیا اریڈیم کیٹالسٹ تیار کیا ہے۔ مزید جانیں
دنیا کی توانائی کی ضروریات مسلسل بڑھ رہی ہیں۔ نقل و حمل کے قابل ہائیڈروجن توانائی صاف اور پائیدار توانائی کے حل کی ہماری تلاش میں بہت بڑا وعدہ رکھتی ہے۔ اس سلسلے میں، پروٹون ایکسچینج میمبرین واٹر الیکٹرولائزرز (PEMWEs)، جو اضافی برقی توانائی کو پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعے قابل نقل و حمل ہائیڈروجن توانائی میں تبدیل کرتے ہیں، نے کافی دلچسپی حاصل کی ہے۔ تاہم، ہائیڈروجن کی پیداوار میں اس کا بڑے پیمانے پر استعمال آکسیجن ایوولوشن ری ایکشن (OER) کی سست رفتار کی وجہ سے محدود رہتا ہے، جو الیکٹرولائسز کا ایک اہم جزو ہے، اور الیکٹروڈز میں مہنگے دھاتی آکسائیڈ کیٹیلسٹس جیسے اریڈیم (Ir) اور روتھینیم آکسائیڈ کی زیادہ لوڈنگ محدود ہے۔ . اس لیے، PEMWE کے وسیع پیمانے پر اطلاق کے لیے لاگت سے موثر اور اعلیٰ کارکردگی والے OER کاتالسٹس کی ترقی ضروری ہے۔

حال ہی میں، جنوبی کوریا میں گوانگجو انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے پروفیسر چنگھو پارک کی قیادت میں ایک کوریائی امریکی تحقیقی ٹیم نے پی ای ایم واٹر کے موثر الیکٹرولائسز کو حاصل کرنے کے لیے ایک بہتر فارمک ایسڈ میں کمی کے طریقہ کار کے ذریعے میسوپورس ٹینٹلم آکسائیڈ (Ta2O5) پر مبنی ایک نیا اریڈیم نانو اسٹرکچرڈ کیٹالسٹ تیار کیا۔ . ان کی تحقیق 20 مئی 2023 کو آن لائن شائع ہوئی تھی اور 15 اگست 2023 کو جرنل آف پاور سورسز کے والیم 575 میں شائع کی جائے گی۔ اس تحقیق کو کوریا انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (KIST) کے محقق ڈاکٹر چاکیونگ بایک نے شریک مصنف بنایا تھا۔
"الیکٹران سے بھرپور Ir نانو اسٹرکچر ایک مستحکم میسوپورس Ta2O5 سبسٹریٹ پر یکساں طور پر منتشر ہوتا ہے جو نرم ٹیمپلیٹ طریقہ سے ethylenediamine کے ارد گرد کے عمل کے ساتھ مل کر تیار کیا جاتا ہے، جو ایک PEMWE بیٹری کے IR مواد کو مؤثر طریقے سے 0.3 mg cm-2 تک کم کرتا ہے،" پارک نے وضاحت کی۔ . یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ Ir/Ta2O5 کیٹیلیسٹ کا جدید ڈیزائن نہ صرف Ir کے استعمال کو بہتر بناتا ہے، بلکہ اس میں اعلی چالکتا اور ایک بڑا الیکٹرو کیمیکل طور پر فعال سطح کا رقبہ بھی ہے۔
مزید برآں، ایکس رے فوٹو الیکٹران اور ایکس رے جذب سپیکٹروسکوپی Ir اور Ta کے درمیان مضبوط دھاتی معاونت کے تعاملات کو ظاہر کرتی ہے، جبکہ کثافت کے فنکشنل تھیوری کے حساب سے Ta سے Ir میں چارج کی منتقلی کی نشاندہی ہوتی ہے، جو O اور OH جیسے adsorbates کے مضبوط پابند ہونے کا سبب بنتا ہے، اور OOP کے عمل کے دوران Ir(III) تناسب کو برقرار رکھتا ہے۔ اس کے نتیجے میں Ir/Ta2O5 کی سرگرمی میں اضافہ ہوتا ہے، جس میں IrO2 کے لیے 0.48 V کے مقابلے میں 0.385 V کا کم اوور وولٹیج ہوتا ہے۔
ٹیم نے تجرباتی طور پر 10 mA cm-2 پر 288 ± 3.9 mV کی اوور وولٹیج اور 1.55 V پر 876.1 ± 125.1 A g-1 کی نمایاں طور پر زیادہ Ir بڑے پیمانے پر سرگرمی کا مشاہدہ کرتے ہوئے، اتپریرک کی اعلی OER سرگرمی کا بھی مظاہرہ کیا۔ مسٹر بلیک کے لیے۔ درحقیقت، Ir/Ta2O5 بہترین OER سرگرمی اور استحکام کی نمائش کرتا ہے، جس کی مزید تصدیق جھلی الیکٹروڈ اسمبلی کے 120 گھنٹے سے زیادہ سنگل سیل آپریشن سے ہوئی۔
مجوزہ طریقہ میں لوڈ لیول Ir کو کم کرنے اور OER کی کارکردگی کو بڑھانے کا دوہرا فائدہ ہے۔ "OER کی بڑھتی ہوئی کارکردگی PEMWE کے عمل کی لاگت کی کارکردگی کو پورا کرتی ہے، اس طرح اس کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔ یہ کامیابی PEMWE کی کمرشلائزیشن میں انقلاب لا سکتی ہے اور اسے ہائیڈروجن پروڈکشن کے مرکزی دھارے کے طریقہ کار کے طور پر اپنانے میں تیزی لا سکتی ہے،" ایک پرامید پروفیسر پارک کا مشورہ ہے۔ .

مجموعی طور پر، یہ ترقی ہمیں پائیدار ہائیڈروجن توانائی کی نقل و حمل کے حل کے حصول اور اس طرح کاربن غیر جانبدار حیثیت حاصل کرنے کے قریب لاتی ہے۔
گوانگجو انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (GIST) کے بارے میں گوانگجو انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (GIST) ایک تحقیقی یونیورسٹی ہے جو گوانگجو، جنوبی کوریا میں واقع ہے۔ GIST کی بنیاد 1993 میں رکھی گئی تھی اور یہ جنوبی کوریا کے سب سے باوقار اسکولوں میں سے ایک بن گیا ہے۔ یونیورسٹی ایک مضبوط تحقیقی ماحول پیدا کرنے کے لیے پرعزم ہے جو سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی کو فروغ دیتا ہے اور بین الاقوامی اور ملکی تحقیقی منصوبوں کے درمیان تعاون کو فروغ دیتا ہے۔ "مستقبل کی سائنس اور ٹیکنالوجی کی فخریہ شکل" کے نعرے پر عمل کرتے ہوئے، GIST کو مسلسل جنوبی کوریا کی اعلیٰ درجہ کی یونیورسٹیوں میں شمار کیا جاتا ہے۔
مصنفین کے بارے میں ڈاکٹر چانگہو پارک اگست 2016 سے گوانگجو انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (GIST) میں پروفیسر ہیں۔ GIST میں شامل ہونے سے پہلے، انہوں نے Samsung SDI کے نائب صدر کے طور پر خدمات انجام دیں اور Samsung Electronics SAIT سے ماسٹر کی ڈگری حاصل کی۔ انہوں نے بالترتیب 1990، 1992 اور 1995 میں کوریا انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے شعبہ کیمسٹری سے بیچلر، ماسٹرز اور ڈاکٹریٹ کی ڈگریاں حاصل کیں۔ اس کی موجودہ تحقیق ایندھن کے خلیوں میں جھلی الیکٹروڈ اسمبلیوں کے لئے اتپریرک مواد کی ترقی پر توجہ مرکوز کرتی ہے اور نانوسٹرکچرڈ کاربن اور مخلوط دھاتی آکسائڈ سپورٹ کا استعمال کرتے ہوئے برقی تجزیہ کرتا ہے۔ اس نے اپنی مہارت کے شعبے میں 126 سائنسی مقالے شائع کیے ہیں اور 227 پیٹنٹ حاصل کیے ہیں۔
ڈاکٹر چاکیونگ بیک کوریا انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (KIST) میں ایک محقق ہیں۔ وہ PEMWE OER اور MEA اتپریرک کی ترقی میں شامل ہے، جس کی موجودہ توجہ امونیا آکسیڈیشن کے رد عمل کے لیے کاتالسٹس اور آلات پر ہے۔ 2023 میں KIST میں شامل ہونے سے پہلے، Chaekyung Baik نے Gwangju Institute of Science and Technology سے انرجی انٹیگریشن میں پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی۔
الیکٹران سے بھرپور Ta2O5 کے ذریعے تعاون یافتہ میسوپورس آئرائیڈ نانو اسٹرکچر آکسیجن ارتقاء کے رد عمل کی سرگرمی اور استحکام کو بڑھا سکتا ہے۔
مصنفین اعلان کرتے ہیں کہ ان کے پاس کوئی معروف مسابقتی مالی مفادات یا ذاتی تعلقات نہیں ہیں جو اس مضمون میں پیش کیے گئے کام کو متاثر کرنے کے لیے ظاہر ہوسکتے ہیں۔
ڈس کلیمر: AAAS اور EurekAlert! EurekAlert پر شائع ہونے والی پریس ریلیز کی درستگی کے ذمہ دار نہیں ہیں! شرکت کرنے والی تنظیم یا یوریک الرٹ سسٹم کے ذریعے معلومات کا کوئی بھی استعمال۔

اگر آپ مزید معلومات چاہتے ہیں تو براہ کرم مجھے ای میل بھیجیں۔
ای میل:
info@pulisichem.cn
ٹیلی فون:
+86-533-3149598