Honq Konq Şəhər Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriCoCe–O–Ir nanosheet massivlərinin material xarakteristikası. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58163-0

Təmiz hidrogen yanacağının istehsalını daha səmərəli və uzunömürlü edə biləcək yeni katalizator növü – kimyəvi reaksiyaları sürətləndirən material, Honq-Konq, materik Çin və Yaponiyadan olan tədqiqatçılar da daxil olmaqla, Honq Konq Şəhər Universitetinin rəhbərlik etdiyi bir qrup tərəfindən işlənib hazırlanmışdır.

Bu sıçrayış suyun hidrogen və oksigenə parçalanması prosesini əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirmək üçün iridiumun (nadir metal) yüksək sıxlıqlı tək atomlarından istifadə edir ki , bu da hidrogen yanacaq hüceyrələri və geniş miqyaslı enerji saxlama kimi bərpa olunan enerji texnologiyalarının açarıdır .

Tədqiqatçılar tək iridium atomlarını kobalt və serium birləşmələrindən hazırlanmış ultra nazik təbəqələrə yerləşdirməklə yüksək sabit və aktiv katalizator yaratmışlar. CoCe–O–IrSA adlanan son məhsul suyun parçalanması prosesində olduqca yaxşı çıxış edir. O, oksigen təkamül reaksiyasını yüksək sürətlə idarə etmək üçün çox az əlavə enerji tələb edir (100 mA sm ^-2 -də sadəcə 187 mV həddindən artıq potensial ) və tələb olunan şərtlərdə 1000 saatdan çox sabit qalır.

Tədqiqata rəhbərlik edən vitse-prezident (Müəssisə) və Material Elmləri və Mühəndislik Departamentinin professoru professor Conni Ho deyir: “Bu tədqiqat katalizdəki əsas problemlərdən birini həll etdiyi üçün vacibdir: iş şəraitində yüksək sıxlıqlı tək atomlu katalizatorları necə sabitləşdirmək olar”.

“Metastabil prekursorların öz-özünə yenidən qurulmasına rəhbərlik etməklə, biz metal-substrat qarşılıqlı təsirini maksimuma çatdıraraq, yaxşı dizayn edilmiş CoCe matrisində lövbərlənmiş atomik dispers iridiuma nail oluruq” dedi. Bu strategiya təkcə katalitik fəaliyyəti gücləndirmir , həm də suyun parçalanması və bərpa olunan enerji texnologiyalarında əsas reaksiya olan oksigen təkamülü üçün katalizatorların uzunmüddətli davamlılığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.”

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=1758271472&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-catalyst-green-hydrogen-production-efficient.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758271470708&bpp=1&bdt=251&idt=536&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%2C336x280%2C1905x945&nras=2&correlator=4632410390674&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2040&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094584%2C95370627%2C95370775%2C95371810%2C95371815%2C31094740%2C42533293%2C95371231&oid=2&pvsid=3992113743658745&tmod=726435822&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.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=1528

Bu sahədə ən böyük problemlərdən biri tək metal atomlarının reaksiya zamanı bir-birinə yığılmamasıdır ki, bu da onları daha az effektiv edir. Komanda bu problemi iridium atomlarına normal şəraitdə sabit bir quruluşda yerləşdirməyə imkan verən innovativ metoddan istifadə edərək həll edib.

Onlar katalizatoru dəniz suyunu hidrogen və oksigenə ayıran sistemin bir hissəsi kimi istifadə edərək real dünyada sınaqdan keçirdilər. O, 150 saatdan çox fasiləsiz və səmərəli işlədi və praktik tətbiqlər üçün böyük vəd verdi.

Alimlər katalizatorun atom səviyyəsində necə işlədiyini təfərrüatlı təcrübələr və kompüter modelləşdirməsi vasitəsilə aşkar ediblər. Onlar tək iridium atomlarının reaksiyanın baş verdiyi əsas “aktiv yerlər” olduğunu, elektronların daha asan hərəkət etməsinə kömək etdiyini və oksigen istehsalının ümumi səmərəliliyini artırdığını – bir çox təmiz enerji sistemlərində vacib bir addım olduğunu tapdılar. Gündəlik həyatdan uzaq görünsə də, bu tədqiqat birbaşa su elektrolizi vasitəsilə, hətta dəniz suyundan da səmərəli, davamlı hidrogen istehsalının inkişafını dəstəkləyir.

“Hidrogen istifadə edildikdə sıfır karbon emissiyası ilə təmiz yanacaqdır. Dünya qalıq yanacaqlardan uzaqlaşdıqca , bizim işimiz irimiqyaslı yaşıl hidrogen istehsalının daha praktik, qənaətcil və davamlı olmasına kömək edir, daha təmiz nəqliyyat, enerji saxlama və sənaye prosesləri üçün yol açır”, – professor Ho izah edir.

Nature Communications jurnalında “Oksigen təkamül reaksiyası üçün yüksək sıxlıqlı tək atomlu katalizatorlara hetero-metastabil fazaların atom miqyaslı öz-özünə yenidən qurulması” başlıqlı məqalə dərc olunub .

Növbəti addım, qıt nəcib metallara olan asılılığı daha da azaltmaq üçün bu özünü yenidənqurma strategiyasını yer üzündə bol olan digər metallara və mürəkkəb multimetal sistemlərə genişləndirməkdir. Komanda bu katalizatorları tam elektrolizator sistemlərinə inteqrasiya etməyi və praktiki yaşıl hidrogen istehsalının sərhədlərini aşmaq üçün dəyişən enerji təchizatı və ya təbii dəniz suyu mühiti kimi real dünya şəraitində onların performansını araşdırmağı hədəfləyir.

Daha çox məlumat: Quan Quan və digərləri, Hetero-metastabil fazaların oksigen təkamülü reaksiyası üçün yüksək sıxlıqlı tək atomlu katalizatorlara atom miqyaslı öz-özünə təşkili, Təbiət Əlaqələri (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58163-0

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Honq Konq Şəhər Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir