یک تیم تحقیقاتی آلمانی-چینی به رهبری فرانچسکو سیوچی از دانشگاه بایروث، روش جدیدی را برای تجزیه الکتروشیمیایی آب ایجاد کرده است. این روش نه تنها تولید هیدروژن را برای استفاده در صنعت تسریع کرده، بلکه آن را پایدارتر می‌کند. محققان یافته‌های خود را در نشریه Nature Nanotechnology منتشر کردند.
تجزیه الکتروشیمیایی آب با یک کاتالیست نانویی سریع‌تر و ارزان‌تر می‌شود
هیدروژن به دلیل خواص منحصر به فرد خود، برای فناوری و صنعت اهمیت حیاتی دارد. هیدروژن سبک‌ترین عنصر شیمیایی است، چگالی انرژی بسیار بالایی دارد و سوختی بدون انتشار دی‌اکسید کربن بوده، زیرا آب تنها محصول جانبی احتراق آن است. این امر هیدروژن را به یک منبع انرژی پاک بسیار جذاب تبدیل می کند. با این حال، تولید آن هنوز هم نیازمند انرژی بالایی است.
هیدروژن را می‌توان از طریق تقسیم الکتروشیمیایی آب تولید کرد، جایی که الکترودهای آب در معرض جریان الکتریکی قرار می‌گیرند. تولید هیدروژن کارآمد و پایدار از طریق تقسیم الکتروشیمیایی آب با برق تجدیدپذیر می‌تواند به طور قابل توجهی پایداری این منبع انرژی را بهبود بخشد.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در تقسیم الکتروشیمیایی آب ، واکنش تکامل اکسیژن (OER) است، یک واکنش کند و زمان‌بر که در آن مولکول‌های آب به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می‌شوند. OER را می توان با استفاده از کاتالیزورهای فلزات نجیب شتاب داد. با این حال، این فلزات گران و کمیاب هستند، و سرعت بخشیدن به واکنش نیاز به انرژی اضافی دارد.
این چالش توسط یک تیم تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته است. آنها روشی نوآورانه برای تجزیه الکتروشیمیایی آب ایجاد کردند.
این رویکرد از ایریدیوم اتمی به عنوان شتاب دهنده واکنش استفاده می کند و آنها را با دی متیل ایمیدازول و هیدروکسید آهن کبالت جفت می کند. نوآوری کلیدی در آرایش هندسی این اجزا نهفته است که در جهت خارج از صفحه پیکربندی شده اند و عملکرد و کارایی کاتالیست را بهینه می کنند.
این رویکرد نوآورانه به طور قابل توجهی فعالیت OER را افزایش می دهد. علاوه بر این، استفاده از فلزات نجیب را کاهش می دهد، زیرا در آن فقط از اتم های ایریدیوم منفرد استفاده می شود و به طور مثبت بر پایداری واکنش تأثیر می‌گذارد.
سیوچی می‌گوید: «مطالعه ما نشان دهنده گام مهم رو به جلو در توسعه OER کارآمد و مقرون به صرفه برای تولید هیدروژن پایدار است. با غلبه بر چالش کلیدی فناوری فعلی، نتایج ما این پتانسیل را دارد که انتقال جهانی به سمت راه‌حل‌های انرژی پاک را هدایت کند.»
