Chất xúc tác điện tử dựa trên niken, được in 3D cho phép tiến hóa hydro hiệu quả cao

Chất xúc tác điện tử dựa trên niken, được in 3D cho phép tiến hóa hydro hiệu quả cao

    Chất xúc tác điện tử dựa trên niken, được in 3D cho phép tiến hóa hydro hiệu quả cao

    Sơ đồ minh họa in 3D bảo dưỡng ảnh của điện cực dựa trên Ni. Tín dụng: SARI
    Điện phân nước là một phương pháp hiệu quả để sản xuất hydro bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Việc phát triển các chất xúc tác điện hiệu quả về chi phí cho phản ứng tiến hóa hydro hiệu quả và bền trong môi trường kiềm có tầm quan trọng sống còn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của hydro.

    3D-printed, nickel-based electrocatalysts enable highly efficient hydrogen evolution

    Các kim loại nhóm bạch kim thể hiện hoạt tính tuyệt vời trong phản ứng tiến hóa hydro, nhưng giá thành cao của chúng đã cản trở việc ứng dụng rộng rãi của chúng.

    Gần đây, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Tang Zhiyong và Phó Giáo sư Zhang Jie từ Viện Nghiên cứu Tiên tiến Thượng Hải (SARI) thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc đứng đầu đã đề xuất một phương pháp in 3D chữa ảnh mới để sản xuất trực tiếp chất xúc tác điện có cấu trúc dựa trên niken. với cấu trúc lập phương giống như gluten độc đáo và tương tác chất xúc tác-chất nền mạnh mẽ.

    Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nano Energy.

    In 3D xử lý ảnh có chi phí sản xuất thấp hơn nhiều so với in 3D nóng chảy bằng laser chọn lọc, và mức độ tự do và độ chính xác in cao hơn nhiều so với in 3D viết bằng mực trực tiếp.

    Dựa trên công nghệ này, các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa thành phần hồ in và quy trình xử lý sau khi in. Bề mặt điện cực kết quả thể hiện cấu trúc lập phương giống như gluten, trong đó Ti tồn tại ở trạng thái vô định hình tương tác mạnh với Ni, dẫn đến tăng vị trí hoạt động và cải thiện tính chất điện ly.

    Điện cực dựa trên niken được thiết kế riêng thể hiện độ bền tuyệt vời và điện thế quá thấp đáng kể, vượt qua chất xúc tác Pt / C thương mại và hầu hết các chất xúc tác điện hiện đại.

    Các tính toán lý thuyết hàm mật độ cho thấy thêm rằng pha tạp Ti làm giảm hàng rào năng lượng phân ly nước và hàng rào năng lượng hydro, do đó tăng cường phản ứng tiến hóa hydro.

    Công trình này cung cấp một chiến lược mới để điều chế chính xác các chất xúc tác không chứa kim loại quý có cấu trúc với hoạt tính tăng cường trong điện phân nước kiềm. Hơn nữa, phương pháp in 3D có thể xử lý ảnh được phát triển cung cấp một lựa chọn thay thế để sản xuất chất xúc tác điện chi phí thấp với kiến ​​trúc 3D phức tạp.

    Zalo
    Hotline