التنظيم الفعال لهيكل وخصائص البيروفسكايت الهجين تحت الضغط؟

علم المراسل من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين أن فريق البحث المكون من البروفيسور Zeng Jie والبروفيسور المشارك Zhou Shiming من مركز Hefei الوطني لبحوث العلوم الدقيقة وقسم الفيزياء الكيميائية قد طوروا طريقة عالمية لإعداد واحدة { {0}} محفزات ذرة عن طريق الترسيب الكهروكيميائي. باستخدام هذه الطريقة ، نجح الباحثون في إعداد 34 نوعًا من - محفزات الذرة المفردة ، والتي تغطي مجموعة متنوعة من المعادن الانتقالية ومجموعة متنوعة من الركائز. تم نشر النتائج ذات الصلة مؤخرًا في Nature Communications.

اجتذبت - محفزات الذرة المنفردة اهتمامًا واسعًا في التفاعلات الكيميائية مثل التحلل المائي ، وخفض الأكسجين ، وهدرجة ثاني أكسيد الكربون ، وتحويل الميثان نظرًا لاستخدامها الأقصى للذرات وهيكلها الإلكتروني الفريد. ومع ذلك ، فإن الطرق الحالية لتركيب محفزات ذرة مفردة - لها متطلبات عالية نسبيًا على الذرات والركائز المفردة ، ولا يمكن تحضير أي محفزات ذرة معدنية مفردة - على أي ركيزة. تعتبر طرق تركيب الذرة الفردية التكيفية - ذات أهمية كبيرة.

أجرى الباحثون الترسيب الكهروكيميائي تحت نظام الأقطاب الكهروكيميائية الثلاثة - ، واستكشفوا تأثير ظروف الترسيب على تكوين الذرات المفردة ، ووجدوا أنه عندما يكون تحميل المعدن أقل من حد معين ، يمكن الحصول على ذرات مفردة ؛ ثم هناك تكوين عناقيد أو جزيئات معدنية ، وهو تغيير مشابه لعملية التنوي في نمو البلورات في المرحلة السائلة. لإثبات عالمية الطريقة ، حصل الباحثون بنجاح على - محفزات ذرية واحدة تغطي معادن ثلاثية الأبعاد و 4 د و 5 د على ركائز مثل هيدروكسيد الكوبالت وكبريتيد الموليبدينوم وأكسيد المنغنيز والنيتروجين - كربون مخدر ، والمُعد بعد التوصيف الهيكلي للمحفز الذري الفردي - ، وجد أن نفس - محفز الذرة الفردي الذي تم الحصول عليه عن طريق ترسيب الكاثود والأنود له هياكل إلكترونية مختلفة ، مما يوفر إمكانية لتطبيقه في التفاعلات التحفيزية المختلفة.

أظهرت النتائج التجريبية أن بعض المحفزات التي تم الحصول عليها عن طريق الترسيب الكاثودي أظهرت أداءً ممتازًا في تفاعل تطور الهيدروجين الكهربائي. في نفس الوقت ، أظهرت بعض المحفزات التي تم الحصول عليها عن طريق الترسيب المصعدي أيضًا أداءً جيدًا في تفاعل تطور الأكسجين التحفيزي الكهربائي. تُظهر الاختبارات الكهروكيميائية أن النظام يمكنه تحقيق كثافة تيار تحلل مائي كاملة تبلغ 10 مللي أمبير / سم 2 بإمكانية 1.39 فولت فقط ، محطمة الرقم القياسي لأدنى جهد في الإلكتروليتات القلوية.

هذا النهج الشامل لا يضخ حيوية جديدة في مجال - التحفيز الذري الفردي فحسب ، بل يقدم أيضًا أفكارًا جديدة لدراسة العلاقة بين بنية المحفز والأداء في المستقبل بشكل منهجي.