Satu pasukan penyelidik dari Institut Seramik Shanghai Akademi Sains China telah membuat satu kejayaan besar dalam pemisahan air elektrokatalitik, teknologi penting untuk menukar tenaga suria dan angin yang terputus-putus kepada bahan api hidrogen bersih. Penemuan mereka, yang diterbitkan dalam Science Advances, menyerlahkan potensi oksida berasaskan ruthenium iridium entropi tinggi kuiner dalam elektrolisis air membran pertukaran proton (PEMWE).
Pemisahan air elektromangkin dianggap sebagai penyelesaian yang berpotensi untuk mencapai masyarakat hidrogen. Walau bagaimanapun, persekitaran operasi berasid membran pertukaran proton (PEM) telah menimbulkan cabaran untuk penggunaan jangka panjang ruthenium oksida (RuO2). Pasukan penyelidik, yang diketuai oleh Prof. Wang Xianying, menemui oksida berasaskan ruthenium iridium (M-RuIrFeCoNiO2) entropi tinggi kuini tinggi yang menunjukkan aplikasi yang menjanjikan dalam PEMWE.
Para penyelidik membangunkan strategi sintesis unik untuk mencipta sempadan butiran (GB) yang banyak dalam M-RuIrFeCoNiO2. Inovasi ini meningkatkan dengan ketara aktiviti pemangkin dan kestabilan RuO2 dalam tindak balas evolusi oksigen berasid (OER), mengatasi batasan sebelumnya. Penyepaduan sengaja unsur logam asing dan GB ke dalam mangkin oksida memainkan peranan penting dalam meningkatkan aktiviti dan kestabilan OER, menangani masalah keterlarutan termodinamik yang berkaitan dengan unsur logam yang berbeza.
Ujian aplikasi praktikal menunjukkan hasil yang luar biasa, kerana PEMWE yang menggunakan mangkin M-RuIrFeCoNiO2 mengekalkan ketumpatan arus tinggi 1 A cm-2 selama lebih 500 jam. Pencapaian ini mewakili kemajuan ketara dalam teknologi PEMWE dan menawarkan janji untuk pengeluaran bahan api hidrogen bersih berskala besar.
Kajian ini bukan sahaja membentangkan strategi sintesis baru untuk oksida entropi tinggi tetapi juga memberikan pandangan berharga tentang aktiviti dan kestabilan mereka dalam konteks PEMWE. Penemuan ini menyumbang kepada kemajuan penyelesaian tenaga bersih.
Sumber: Kemajuan Sains, Akademi Sains China