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오래된 개 새로운 트릭을 가르치는 방법 :음이온 도핑을 통해 페 로브 스카이 트의 발전

수소는 물 전기 분해를 통해 쉽게 생성 될 수 있습니다 (2H <서브> 2 O → 2H 2  + o 2 ), 전기를 사용하여 구성 요소 사이의 결합을 깨뜨리는 과정 (, 즉 , 수질 분자의 수소와 산소)는 기체 형태로 방출됩니다.

수소 가스는 에너지가 높지만 순수한 수소를 태우는 엔진은 화석 연료를 태우는 것과는 달리 거의 오염이 거의 제로 오염을 일으 킵니다. 따라서, 물 전기 분해는 오랫동안 햇빛과 바람과 같은 간헐적 에너지 원을 다재다능하고 쉽게 제어 할 수있는 에너지 형태로 전환하는 데 중요한 연구 영역이되어왔다.

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이 프로세스가 대규모 적용을 막지 못하게하는 가장 큰 과제 중 하나는 적합한 전극 재료가 부족하다는 것입니다. PT는 수소 진화 반응 (HER)을 촉매하기위한 최첨단 전극 성분이며, Ruo 2 산소 진화 반응 (OER)을위한 것입니다. 그러나 두 사람 모두 높은 비용, 희귀 예비 및 안정성이 좋지 않습니다. 유망한 대체 전극 재료의 그룹으로서, 페 로브 스카이 트 산화물은 수압에서 전극 반응 속도 및 전극 안정성을 향상시키기 위해 널리 연구되어왔다. 그러나 현재의 수요는 최첨단 페 로브 스카이 트 산화물이 제공하는 것보다 더 높은 활동과 안정성을 요구합니다. 

일반적으로, 페 로브 스카이 트 abo에서 3 구조, B- 사이트 양이온은 산소 음이온과 6 배 조정되는 반면, A- 사이트 양이온은 12 배 조정된다. 캐나다와 중국의 연구원들은 물 분할 전기 촉매를위한 페 로브 스카이 트의 p- 차단 센터를 조절하기 위해 새로운 F- 애니온 치환 방법을 제시했습니다. 연구원들은 A-/B-sates 도핑에서 그려진 현재 이해를 넘어서 기본적으로 가능한 기능 메커니즘을 제안했으며 촉매 성능에 대한 F- 애니온의 영향에 대해 밝힐 수 있습니다. F-Anion Doping 접근 방식은 단순하고 보편적이며 원자 수준에서 시작하여 Perovskite 산화물을위한 새로운 디자인 가이드를 제공 할 수 있습니다.

새로운 전해저의 견고성은 고전류 밀도 (~ 0.21 Acm) 및 10 M KOH의 극한 조건에서 테스트되었으며, 상업용 알칼리 전해저에서 종종 채택되는 조건. 새로운 전해저는이 단기 시험 동안 우수한 전기 화학적 안정성을 나타냅니다. 더 중요한 것은, 생성 된 O 2 의 양입니다 이론적 가치에 매우 가깝고, 이러한 좋은 성능은 세션이 끝날 때 예약되어 가혹한 조건에서 일정한 촉매 속도와 안정성을 반영합니다.

이 결과는 상업용 응용 프로그램에 대한 요구 사항을 충실하게 증명합니다. 더 많은 작업이 수행되어야하지만 새로운 연구 결과는 연구원들이 이러한 유형의 새로운 재료를 사용하는 물 전기 분해 시스템을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음으로, 연구팀은 신속한 분해를 방지하기 위해 전극 재료를 안정화시키는 데 중점을두고 있습니다.

이러한 결과는 최근 Journal Chem 에 발표 된 효율적인 물 분할을 위해 Perovskite의 P- 차단 센터 활성화라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 연구는 주로 성능 및 설계 관점에서 Perovskite 산화물의 격자 O 활성을 조절하는 유망한 음이온 치환 방법을 설명합니다. 또한 음이온 치환을 통해 페 로브 스카이 트 산화물의 합리적인 설계를위한 전기 촉매의 기본 개념에 대해 논의하고 현재의 이해와 퍼브 스카이 트 전기 촉매의 성능 추세 및 미래 방향에 미치는 영향을 미미하게 검사합니다. 이 작업은 Bin Hua 박사, Meng Li 박사 및 동중국 앨버타 대학교 (캐나다), 동중국 과학 기술 대학 (China) 및 Natural Resources Canada의 동료들에 의해 수행되었습니다.

참조 :

  1. Bin Hua, Meng Li, Wanying Pang, Weiqiang Tang, Shuangliang Zhao, Zhehui Jin, Yimin Zeng, Babak Shalchi Amirkhiz, Jing-Li Luo, Perovskite에서 P- 블로킹 센터를 활성화하여 효율적인 물 분할을 활성화합니다. , 2018, 4, 2902-2916. 

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