Tóm tắt nghiên cứu

Một nhóm nghiên cứu bao gồm Maeda Keiaki, một giảng viên tại Viện Thúc đẩy nghiên cứu, Đại học Khoa học Tokyo, và Giáo sư Nishihara Hiroshi, đã phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái thành công các sản phẩm Sử dụng các phương pháp tổng hợp giao diện-lỏng và phương pháp oxy hóa điện hóa

Để nhận ra một xã hội trung lập carbon, hydro, có tác động môi trường thấp, dự kiến ​​sẽ là nguồn năng lượng thế hệ tiếp theo Để làm điều này, điều cần thiết là phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái một chất điện phân cho phép các phản ứng tạo hydro hiệu quả (HER) Các ống nano phối hợp phức tạp kim loại BIS (Diimino) có diện tích bề mặt lớn và có khả năng vận chuyển vật liệu và điện tử hiệu quả, khiến chúng hứa hẹn với các chất xúc tác hoạt động cao của cô Ngoài ra, nanosheets có lợi thế là các ion kim loại được sắp xếp thưa thớt trong cấu trúc hóa học, đòi hỏi ít kim loại hơn

Nhóm nghiên cứu này đã làm việc để phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái các ống nano phối hợp, vật liệu phức tạp kim loại hai chiều Dựa trên kiến ​​thức tích lũy trên các nanosheets phối hợp, chúng tôi đã tạo ra thành công một chất điện phân của cô ấy hoạt động cao với một số lượng nhỏ kim loại quý (palladi) bằng cách sử dụng tổng hợp giao diện khí-lỏng và phương pháp oxy hóa điện hóa bằng phương pháp đơn giản

Các ống nano phối hợp paladi (diimino) đã chuẩn bị (PDDI) có mật độ hiện tại là 10 mA/cm²Quá mức 34 mV, mật độ hiện tại trao đổi là 2,1 mA/cm²Nó đã được xác nhận rằng nó thể hiện hiệu suất xúc bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái đáng chú ý ngang bằng với bạch kim, được gọi là chất xúc bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái tốt nhất của cô ấy

chất điện phân sử dụng ít kim loại quý được phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái lần này dự kiến ​​sẽ góp phần thực hiện một xã hội hydro Kết quả nghiên cứu này là vào ngày 28 tháng 11 năm 2024Được xuất bản trực tuyến trên tạp chí học thuật quốc tế "Hóa học A Tạp chí Châu Âu"đã được thực hiện Bài viết này cũng được chọn làm tính năng bìa trong vấn đề được xuất bản trên tạp chí

Bối cảnh nghiên cứu

Phản ứng tạo hydro (HER), tạo ra hydro thông qua điện phân nước, dự kiến ​​sẽ là một phương pháp sản xuất hydro thân thiện với môi trường và bền vững Tuy nhiên, vì các chất điện phân hiện tại sử dụng rất nhiều kim loại quý đắt tiền, các chất xúc tác thay thế tiêu thụ ít kim loại đang được phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái

Phối hợp các hạt nano làm từ các phức kim loại được tạo thành từ các ion kim loại và phối tử hữu cơ thể hiện các tính chất hóa lý khác nhau tùy thuộc vào sự kết hợp của vật liệu, và các hạt nano phối hợp điện đang thu hút sự chú ý Phối hợp nano, chủ yếu bao gồm các phức kim loại bis (dithiolato), là các ống nano phối hợp dẫn điện điển hình Nanosheet phối hợp này dự kiến ​​sẽ là chất xúc bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái của cô vì độ dẫn điện, hai chiều và độ xốp của nó cho phép diện tích bề mặt lớn và vật liệu hiệu quả và vận chuyển điện tử

Nhóm nghiên cứu này đã điều tra hiệu suất điện não của các nanoshete phức tạp kim loại bis (dithiolato) (MDT, M = PD, PT) trong cô ấy và đã được mật độ hiện tại là 10 mA/cm²bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái lãm hiệu suất cao, ở khoảng 410 mV đối với PTDT và khoảng 560 mV cho PDDT Hơn nữa, nhóm nghiên cứu này cũng đang tiến hành nghiên cứu về các hạt nano phối hợp kim loại bis (Diimino) (MDI, M = Co, Ni, Cu) bao gồm các ion kim loại và phối tử hexaaminobenzene và là 10 mA/cm²bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái lãm hiệu suất xúc tác cực kỳ cao của cô ở 227 mV

Trong các kết quả này, nghiên cứu này tập trung vào các nanosheets PDDI sử dụng palladi, là một bộ xương xốp đạt được mật độ nguyên tử kim loại thấp trong số các ống nano phối hợp kim loại (Diimino)

Chi tiết kết quả nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, PDDI lần đầu tiên được tổng hợp bằng cách sử dụng quá trình oxy hóa hóa học và quá trình oxy hóa điện hóa bằng tổng hợp giao diện chất lỏng khí (sau đây gọi là C-PDDI và E-PDDI) Sau khi phân tích thành phần và cấu trúc hóa học bằng phương pháp quang phổ quang điện tử tia X (XPS) và quang phổ Raman, người ta đã xác nhận rằng cả C-PDDI và E-PDDI đều là các polyme phối hợp được tạo thành từ phức hợp palladi (Diimino)

Tiếp theo, trong thử nghiệm LSV (Voltammetry quét tuyến tính), hiệu suất xúc bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái của E-PDDI và C-PDDI được kích hoạt được so sánh với các điện cực kim loại khác và nano phối hợp Kết quả cho thấy kết quả đáng ngạc nhiên rằng hoạt động xúc bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái của E-PDDI được kích hoạt cao hơn so với C-PDDI, tương đương với điện cực bạch kim Điều này được cho là do C-PDDI được chuyển vào điện cực đĩa quay carbon thủy tinh, trong khi E-PDDI PDDI, được hình thành trực tiếp trên điện cực, đạt được sự vận chuyển điện tử trơn từ điện cực

Những kết quả này ngụ ý rằng do sự sắp xếp thưa thớt của PD trong cấu trúc PDDI, một chất điện hóa hoạt động cao của cô có thể được sản xuất với ít nguyên tử palladi hơn so với các nguyên tử bạch kim có trong điện cực bạch kim Đây là kết quả của việc chỉ ra rằng PDDI là một loại polymer phối hợp hữu ích để tạo ra các chất xúc tác hiệu quả của cô ấy với một lượng nhỏ kim loại quý, và là một thành tựu giúp tăng tốc phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái công nghệ đối với một xã hội hydro

Giảng viên Maeda, người đã thực hiện nghiên cứu, cho biết, "bằng cách tận dụng các đặc điểm của các nanosheets phối hợp mà phòng thí nghiệm của chúng tôi đã phát bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái cho đến nay, chúng tôi có thể tạo ra các chất điện phân tạo hydro với hoạt động của chúng tôi Phản ứng điện và kích hoạt cao hơn "

*Nghiên cứu này được thực hiện với các khoản tài trợ từ Hiệp hội Thúc đẩy Khoa học Nhật Bản (JP19H05460, 22K14569, 22K05055, 24H00468) và Quỹ Rock White

Thông tin bài viết

Tên tạp chí

Hóa học Một tạp chí châu Âu

Tiêu đề của giấy

Tổng hợp BIS (Diimino) Palladi Nanosheets như các chất điện phân hoạt động cao để tiến hóa hydro

bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái giả

Hiroaki Maeda, Eunice Jia Han Phua, Yuta Sudo, Sayoko Nagashima, Wentai Chen, Mayumi Fujino, Kenji Takada, Naoya Fukui, Hiroyasu Nishihara

doi

101002/chem202403082