Tá dul chun cinn déanta sa staidéar ar leictrealú membrane malartaithe prótóin le haghaidh táirgeadh hidrigine ó uisce

Tá dul chun cinn tábhachtach déanta ag foireann faoi stiúir Yang Hui, taighdeoir ag Institiúid Ard-Léinn Shanghai Acadamh Eolaíochtaí na Síne, i dtáirgeadh hidrigine trí leictrealú membrane malairte prótóin.Dearadh foriomlán anóid le struchtúr ordaigh grádán le luchtú íseal iridiam le haghaidh membrane malartaithe prótóinleictrealú uisce, a foilsíodh i Nano Letters.

Tá hidrealú membrane malartaithe prótóin (PEMWE) ar cheann de na príomhtheicneolaíochtaí le haghaidh táirgeadh hidrigine le hastú nialas carbóin.Faoi láthair, méadaíonn an méid ard miotail lómhara Ir ar thaobh anóid go mór costas PEMWE agus cuireann sé srian ar a phróiseas tráchtálaithe.Is modh coitianta é ullmhú catalaíoch a bhfuil ardghníomhaíocht agus ábhar Ir íseal aige chun méid Ir a laghdú.Mar sin féin, in úsáid iarbhír PEMWE, is gá an leictreoid membrane (MEA) a oibriú faoi dhlús ard reatha (â¥1-2 A cm-2) chun táirgeadh éifeachtach hidrigine a chinntiú, agus mar sin tá na fadhbanna a bhaineann le húsáid catalaíoch íseal, ard. is gá friotaíocht ohm agus aistriú mais teoranta a réiteach ag an am céanna.Táthar ag súil go laghdóidh tógáil MEA ordaithe cinéitic electrocatalytic, aistriú mais agus caillteanas ohmic ag an am céanna, arb é sprioc taighde cille breosla hidrigine é, ach tá sé dúshlánach go leor.

I bhfianaise seo, ó thaobh dearadh comhtháthú struchtúrach MEA, mhol an fhoireann taighde eolaíoch go nuálaíoch cineál nua MEA ordaithe a ullmhú le sraith cónúil grádán anóid agus comhéadan tríthoiseach membrane / ciseal catalaíoch trí úsáid a bhaint as teicneolaíocht nana-imprint agus statach. modh.Mhéadaigh eagar cónúil agus struchtúr ciseal catalaíoch grádán nochtadh na láithreán gníomhach;Cuireann comhéadan grádán agus tríthoiseach membrane/ciseal catalaíoch le neart nascáil an chomhéadain.Soláthraíonn folúntais atá socraithe go hingearach cainéal tapa le haghaidh tarchur gáis agus leachta.Is féidir le struchtúr MEA an caillteanas feidhmíochta de bharr cinéitic leictreatalytach, óm agus polarú aistrithe mais a laghdú ag an am céanna.I gcomparáid leis an MEA traidisiúnta le luchtú Ir de 2 mg cm-2, mhéadaigh an struchtúr ordaithe an limistéar gníomhach leictriceimiceach 4.2 uair, agus laghdaigh sé an t-aistriú mais agus an polaraíocht ohmic 13.9% agus 8.7% faoi seach.Léirigh an MEA ordaithe nua feidhmíocht den scoth de 1.801V@2A cm-2 nuair a bhí an t-ualach Ir chomh híseal le 0.2 mg cm-2, a bhí inchomparáide leis an struchtúr traidisiúnta MEA le deich n-uaire an t-ualach Ir, agus léirigh sé cobhsaíocht mhaith.Soláthraíonn an staidéar seo straitéis nua d'fhorbairt PEMWE le ardfheidhmíocht, ualach catalaíoch miotail uasal íseal agus saolré fada.