நீரிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு மின்னாற்பகுப்பு பற்றிய ஆய்வில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது

சீன அறிவியல் அகாடமியின் ஷாங்காய் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் அட்வான்ஸ்டு ஸ்டடீஸின் ஆராய்ச்சியாளர் யாங் ஹுய் தலைமையிலான குழு, புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியில் முக்கியமான முன்னேற்றம் அடைந்துள்ளது.புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வுக்கான குறைந்த இரிடியம் ஏற்றுதலுடன் சாய்வு வரிசைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புடன் கூடிய அனோடின் ஒட்டுமொத்த வடிவமைப்புநீர் மின்னாற்பகுப்பு, நானோ கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டது.

புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு நீர் மின்னாற்பகுப்பு (PEMWE) என்பது பூஜ்ஜிய கார்பன் உமிழ்வுடன் ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான முக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும்.தற்போது, ​​அனோட் பக்கத்தில் உள்ள விலைமதிப்பற்ற உலோக Ir இன் அதிக அளவு PEMWE இன் விலையை பெரிதும் அதிகரிக்கிறது மற்றும் அதன் வணிகமயமாக்கல் செயல்முறையை கட்டுப்படுத்துகிறது.அதிக செயல்பாடு மற்றும் குறைந்த Ir உள்ளடக்கம் கொண்ட வினையூக்கியைத் தயாரிப்பது Ir இன் அளவைக் குறைப்பதற்கான ஒரு பொதுவான முறையாகும்.இருப்பினும், PEMWE இன் உண்மையான பயன்பாட்டில், திறமையான ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியை உறுதிசெய்ய அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தியின் கீழ் (â¥1-2 A cm-2) சவ்வு மின்முனை (MEA) இயக்கப்பட வேண்டும், எனவே குறைந்த வினையூக்கி பயன்பாட்டின் சிக்கல்கள், அதிக ஓம் எதிர்ப்பு மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட வெகுஜன பரிமாற்றம் ஒரே நேரத்தில் தீர்க்கப்பட வேண்டும்.ஆர்டர் செய்யப்பட்ட MEA இன் கட்டுமானமானது மின்னாற்பகுப்பு இயக்கவியல், வெகுஜன பரிமாற்றம் மற்றும் ஓமிக் இழப்பு ஆகியவற்றை ஒரே நேரத்தில் குறைக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் செல் ஆராய்ச்சியின் இலக்காகும், ஆனால் இது மிகவும் சவாலானது.

இதைக் கருத்தில் கொண்டு, MEA கட்டமைப்பு ஒருங்கிணைப்பு வடிவமைப்பின் கண்ணோட்டத்தில், நானோ-இம்ப்ரிண்ட் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நிலையானதைப் பயன்படுத்தி, புதிய வகை ஆர்டர் செய்யப்பட்ட MEA ஐ ஆனோட் கிரேடியன்ட் கூம்பு வரிசை மற்றும் முப்பரிமாண சவ்வு/வினையூக்கி அடுக்கு இடைமுகத்துடன் தயாரிக்க அறிவியல் ஆராய்ச்சி குழு புதுமையான முறையில் முன்மொழிந்தது. முறை.கூம்பு வரிசை மற்றும் சாய்வு வினையூக்கி அடுக்கு அமைப்பு செயலில் உள்ள தளங்களின் வெளிப்பாட்டை அதிகரித்தது;சாய்வு மற்றும் முப்பரிமாண சவ்வு/வினையூக்கி அடுக்கு இடைமுகம் இடைமுக பிணைப்பு வலிமையை மேம்படுத்துகிறது.செங்குத்தாக அமைக்கப்பட்ட வெற்றிடங்கள் வாயு மற்றும் திரவ பரிமாற்றத்திற்கான வேகமான சேனலை வழங்குகின்றன.MEA அமைப்பு ஒரே நேரத்தில் எலக்ட்ரோகேடலிடிக் இயக்கவியல், ஓம் மற்றும் வெகுஜன பரிமாற்ற துருவமுனைப்பு ஆகியவற்றால் ஏற்படும் செயல்திறன் இழப்பைக் குறைக்கும்.2 mg cm-2 ஐ ஏற்றும் வழக்கமான MEA உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​வரிசைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பு மின்வேதியியல் செயலில் உள்ள பகுதியை 4.2 மடங்கு அதிகரித்தது, மேலும் வெகுஜன பரிமாற்றம் மற்றும் ஓமிக் துருவமுனைப்பு ஓவர்போடென்ஷியலை முறையே 13.9 % மற்றும் 8.7 % குறைத்தது.புதிய ஆர்டர் செய்யப்பட்ட MEA ஆனது 1.801V@2A cm-2 இன் சிறந்த செயல்திறனைக் காட்டியது, Ir சுமை 0.2 mg cm-2 ஆகக் குறைவாக இருந்தது, இது பாரம்பரிய MEA அமைப்புடன் ஒப்பிடும் போது பத்து மடங்கு Ir சுமையுடன் நல்ல நிலைப்புத்தன்மையைக் காட்டியது.உயர் செயல்திறன், குறைந்த உன்னத உலோக வினையூக்கி சுமை மற்றும் நீண்ட ஆயுளுடன் PEMWE இன் வளர்ச்சிக்கான புதிய உத்தியை இந்த ஆய்வு வழங்குகிறது.