Chung Ang Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriXlorid davamlı Ru nanokatalizatorlarından istifadə edərək tədqiqatçılar birbaşa dəniz suyundan səmərəli hidrogen təkamülü əldə etdilər. Kristal/amorf heterostruktur katalizator korroziyasının qarşısını alır və uzunmüddətli sabitliyi təmin edərək davamlı hidrogen istehsalına yol açır. Kredit: Openverse Linkindən ca_heckler: https://openverse.org/image/6ec2edd7-2bad-45bf-87e0-1b196f7a14bf?q=water+electrolysis&p=23

Təmiz enerjiyə artan qlobal tələb və iqlim dəyişikliyi ilə bağlı artan narahatlıqlar davamlı alternativlərin axtarışını gücləndirib. Hidrogen yüksək enerji sıxlığına və sıfır karbon emissiyasına görə perspektivli həll yolu kimi ortaya çıxır.

İstehsal üsulları arasında qələvi suyun elektrolizi səmərəli və ekoloji cəhətdən təmizdir; lakin onun şirin sudan asılılığı geniş miqyaslı həyata keçirilməsini məhdudlaşdırır. Dəniz suyunun elektrolizi Yerin bol su ehtiyatlarından istifadə etməklə praktiki alternativ təklif edir, lakin katalizator korroziyasını sürətləndirən və səmərəliliyi azaldan yüksək xlorid konsentrasiyalarına malikdir və davamlı hidrogen istehsalı üçün əhəmiyyətli problem yaradır.

Bu problemi həll etmək üçün Chung-Ang Universitetinin Qabaqcıl Materiallar Mühəndisliyi Departamentinin köməkçi professoru Haeseong Jang və Qingdao Elm və Texnologiya Universitetinin Kimya Mühəndisliyi Departamentinin professoru Xien Liunun başçılıq etdiyi tədqiqatçılar qrupu, hidrogenin yüksək təsirli mühitdə yayılmasına qadir olan möhkəm və sərfəli elektrokatalizator hazırlamağı qarşısına məqsəd qoymuşdur.

Dr. Jang deyir: “Qələvi su elektrolizi, ucuz qiymətli olmayan metal katalizatorların istifadəsi səbəbindən iqtisadi cəhətdən cəlbedici olsa da, kommersiyalaşdırılmasına mane olan real mühitlərdə yavaş hidrogen təkamül reaksiyası (HER) kinetikası və korroziya problemləri də daxil olmaqla əhəmiyyətli çətinliklərlə üzləşir. Bizim tədqiqatımız iqtisadi cəhətdən səmərəli və kritik hidrogen istehsal texnologiyalarını inkişaf etdirmək missiyasına əsaslanır.”

Onların araşdırmasının nəticələri 7 avqust 2025-ci ildə Advanced Functional Materials -da onlayn olaraq təqdim edildi.

Komanda qələvi və dəniz suyunun elektrolizində adi platin və ya Ru katalizatorlarının məhdudiyyətlərini dəf edərək aktivliyi, sabitliyi və xlorid-korroziyaya davamlılığı tarazlayan rutenium (Ru) əsaslı katalizator hazırlamışdır. Onlar kristal-amorf heterostrukturlu (a/c-Ru@NC) azotla qatqılı karbonla dəstəklənən Ru nanoklasterlərini sintez etmək üçün gC ₃ N ₄ vasitəçiliyi ilə piroliz strategiyasından istifadə etdilər. gC ₃ N ₄ həm azot mənbəyi, həm də N-koordinasiya yerləri vasitəsilə Ru³⁺ ionlarını lövbər edən bir iskele kimi xidmət edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758271882&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-chloride-resistant-ru-nanocatalysts-sustainable.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758271881624&bpp=1&bdt=120&idt=34&shv=r20250918&mjsv=m202509150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758271471%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1758271471%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1758271471%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6963095720371&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2239&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094742%2C95367554%2C95370627%2C95370775%2C95371810%2C95371815%2C31094740%2C95371231&oid=2&pvsid=4072780538048541&tmod=726435822&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=415

Piroliz zamanı gC ₃ N ₄ -dən ayrılan reduktiv qazlar Ru³⁺ in situ-nu metal Ru nanohissəciklərinə qədər azaldır, Ru-N əlaqəsi isə nüvədə atom nizamını pozaraq amorf Ru fazasını əmələ gətirir. Səth Ru atomları eyni vaxtda kristallaşaraq sabit kristal-amorf birləşmə əmələ gətirir. Bu arxitektura ultra incə Ru dispersiyasını (~2.27 nm), elektron çatışmazlığı olan aktiv sahələri və sıxıcı şəbəkə gərginliyini təmin edir.

Elektrokimyəvi sınaqlar HER-in üstün performansını nümayiş etdirdi. 1.0 M KOH-da a/c-Ru@NC 10 mA sm⁻²-də cəmi 15 mV-lik həddindən artıq potensial nümayiş etdirdi. Davamlılıq 250 saatdan çox sabit işləmə ilə təsdiqləndi. Əsas odur ki, katalizator kommersiya Pt/C və Ru/C-dən üstün olmaqla, simulyasiya edilmiş dəniz suyunda cəmi 8 mV performansın azalması və 100 saatdan çox stabil işləməsi ilə müstəsna xlorid korroziyaya davamlılıq nümayiş etdirdi.

Tədqiqat bir sıra üstünlükləri vurğulayır. Kristal-amorf heterostruktur sinergik olaraq bol aktiv saytları optimallaşdırılmış elektron nəqli ilə birləşdirir. Azot qatqılı karbon dəstəyi Ru oksidləşməsinin və yığılmasının qarşısını alır.

Ümumi dizayn müstəsna xlorid-korroziya müqavimətini təmin edir. Bu xüsusiyyətlər birlikdə dəniz suyundan səmərəli, miqyaslana bilən hidrogen istehsalına imkan verir. Bu yanaşma şirin su və qalıq yanacaqlardan asılılığı azaldır, eyni zamanda enerji tutumlu sektorlarda dekarbonizasiyanı dəstəkləyir.

Professor Liu vurğulayır: “Bizim nailiyyətimiz xloridlərə davamlı katalizatorlardan istifadə edərək dəniz suyundan hidrogenin birbaşa istehsalı üçün dəniz suyunun elektrolizinə imkan verir və təmiz enerji istehsalı üçün geniş okean resurslarını açır .

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

“Təkmilləşdirilmiş qələvi su elektroliz sistemləri kommersiya Pt katalizatorları ilə müqayisədə 37 dəfə yüksək kütlə aktivliyi ilə diqqətəlayiq iqtisadi səmərəlilik nümayiş etdirir və hidrogen istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə daha sərfəli edir.”

Yekun olaraq, bu iş Ru əsaslı elektrokatalizatorlarda aktivlik, sabitlik və korroziya problemlərini eyni vaxtda həll edən gC ₃ N _{4 vasitəçiliyi ilə heterostrukturlaşdırma strategiyasını yaradır.}

Dr. Jang qeyd edir, “Bizim texnologiyamız nəqliyyat, sənaye və enerji istehsalı sektorlarının sürətli karbonsizləşdirilməsinə imkan verməklə iqlim dəyişikliyinin azaldılması səylərini sürətləndirəcək . Ətraf mühitin yaxşılaşdırılmasına havanın çirklənməsinin əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması və hərtərəfli davamlı enerji infrastrukturunun yaradılması daxildir.”

Səmərəli və davamlı dəniz suyunun elektrolizinə imkan verməklə, bu tədqiqat zəngin okean ehtiyatlarından davamlı hidrogen istehsalı üçün plan təqdim edir və geniş miqyaslı, yaşıl hidrogen infrastrukturuna yol açır .

Daha çox məlumat: Liqiang Hou və digərləri, g-C ₃ N ₄ -Effektiv və Xlorid-Davamlı Qələvi HER üçün N-Qatqılı Karbon üzərində Ru Kristal/Amorf Heterostrukturların Vasitəçili Sintezi, Təkmil Funksional Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adfm.202517551

Jurnal məlumatı: Təkmil Funksional Materiallar 

Chung Ang Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir