Çin Elmlər Akademiyasının Hefei Fizika Elmləri İnstitutundan olan tədqiqatçılar qrupu, hidrogen oksidləşmə reaksiyasında (HOR) tez-tez istifadə olunan, lakin bahalı və az olan platinə (Pt) sərfəli və səmərəli alternativ təklif edərək, rutenium (Ru) katalizatorlarının məhsuldarlığını artırmaq üçün yeni strategiya təqdim ediblər. Tədqiqat bu yaxınlarda Nano Letters jurnalında dərc edilib .

Ru perspektivli əvəzedici kimi ortaya çıxdı, lakin qələvi şəraitdə hidrogen (H*) və hidroksil (OH*) aralıq məhsullarının güclü adsorbsiyasına görə onun katalitik fəaliyyəti maneə törədilir ki, bu da reaksiyanı ləngidir.

Bu araşdırmada Prof. Vanq Huinin rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar Anhui Universitetinin professoru Zheng Fangcai və professor Luo Qiquan ilə əməkdaşlıq edərək Ru dilinin yerli elektron mühitini tənzimləmək üçün strategiya hazırlayıblar. Ru atomlarını manqan oksidi qəfəslərinə yerləşdirməklə, onlar Sabit Vəziyyətdə Yüksək Maqnit Sahəsi Eksperimental Mexanizmində elektron spin-rezonans (ESR) spektroskopiyası ilə təsdiqlənmiş interfasial Ru-O bağlarını yaratdılar .

Bu interfasial mühəndislik Ru atomlarının d-band mərkəzində aşağıya doğru sürüşməyə səbəb oldu, reaksiya aralıqlarının adsorbsiya davranışını optimallaşdırdı və suyun əmələ gəlməsi üçün enerji maneəsini aşağı saldı. Nəticədə, Ru katalizatoru 0,1 M KOH-da Ru-nun hər mikroqramı üçün 1,26 mA diqqətəlayiq kütləvi aktivlik nümayiş etdirdi – bu, etalon Ru/C katalizatorunu 13 dəfə üstələdi və kommersiya Pt/C-ni 8 dəfə üstələdi. Katalizator həmçinin əla davamlılıq və karbonmonoksit zəhərlənməsinə qarşı güclü müqavimət göstərmişdir .

Bu tədqiqat, interfasial elektron quruluşu tənzimləməklə HOR katalizatorlarının təkmilləşdirilməsi üçün yeni bir strategiya təqdim edir. O, nəinki Ru əsaslı materiallar üçün yeni bir meyar müəyyən edir, həm də ESR kimi maqnit sahəsi texnologiyalarının təkmil katalizator dizaynında necə rol oynaya biləcəyini dərk edir.

Daha çox məlumat: Xiaojuan Zhang et al, Effektiv qələvi hidrogen oksidləşməsi üçün optimal lokallaşdırılmış interfasial elektronlarla şəbəkə ilə məhdud Ru elektrokatalizatorları, Nano məktublar (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06285

Jurnal məlumatı: Nano Letters 

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilmişdir