மின் வேதியியல் குறைப்பு முறையில் பல பாதை பொறிமுறையை வெளிப்படுத்த முடியுமா?

சீன அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் (CAS) டேலியன் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் கெமிக்கல் இயற்பியலில் (CIC) பேராசிரியர் சியாவோ ஜியன்பிங் தலைமையிலான ஒரு ஆய்வுக் குழு மற்றும் அவர்களின் ஒத்துழைப்பாளர்கள் ஒற்றை அணு Pb-அலோகத்துடன் Cu வினையூக்கியை (Pb₁Cu) ஒருங்கிணைத்தனர். மின்வேதியியல்(Electro Chemical) CO₂ குறைப்பு எதிர்வினை (CO₂RR) 96% தேர்வில், 100 mA cm^-2 இல் 180 மணிநேரம் வரை நிலைத்தன்மை கொண்டுள்ளது.

இந்த ஆய்வு செப்டம்பர் 16 அன்று நேச்சர் நானோ டெக்னாலஜியில் வெளியிடப்பட்டது.

COOH* மற்றும் HCOO* இடைநிலைகள் மூலம் எதிர்வினை பாதைகள், CO₂ குறைப்புக்கான பல பாதையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர். எதிர்வினை கட்ட வரைபடம் “ஆற்றல் உலகளாவிய தேர்வுமுறை(energy global optimization)” அணுகுமுறையின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்டது, மேலும் இது CO₂RR இன் செயல்பாட்டு போக்கை விவரிக்கிறது. பல-பாதையை கருத்தில் கொள்வதன் காரணமாக இரட்டை உச்ச செயல்பாட்டு போக்கு பெறப்பட்டது.

COOH* பாதையை Cu ஏற்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர், இதன் விளைவாக ஹைட்ரோகார்பன்கள் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேட்டுகள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. இது ஒரு குறிப்பிட்ட தயாரிப்புக்கான வரையறுக்கப்பட்ட தேர்வு மற்றும் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது. இருப்பினும், Pb₁Cu-ஆனது HCOO* பாதையை விரும்பியது. Pb₁Cu இல் உகந்த HCOO* பிணைப்பு ஆற்றல் CO₂RR வழியாக வடிவமைக்க அதிக செயல்பாடு அல்லது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தன்மையை வெளிப்படுத்தியது. சோதனை மற்றும் கோட்பாட்டு செயல்பாட்டு போக்கு இடையே உள்ள ஒப்பந்தம் பல பாதை பொறிமுறையின் நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்துகிறது.

Pb₁Cu படி மேற்பரப்பில் உள்ள Cu தளம், ஒற்றை அணு Pb தளத்தை விட, பிரத்தியேக ஃபார்மேட் உற்பத்தியை நோக்கி செல்கிறது, மேலும் அது மிக உயர்ந்த CO₂RR செயல்பாட்டைக் காட்டியது. கணக்கிடப்பட்ட மின்வேதியியல் தடைகளைக் கொண்ட கட்டுறா ஆற்றல் வரைபடமும் ஃபார்மேட் தேர்வை உறுதிப்படுத்துகிறது.

“ ‘இரட்டை சிகரம்’-ஆனது CO₂RR க்கான மிகவும் துல்லியமான செயல்பாட்டு போக்கை விவரிக்கிறது, இது வினையூக்கி வடிவமைப்பிற்கான குறிப்பிடத்தக்க நுண்ணறிவை வழங்குகிறது” என்று பேராசிரியர் சியாவோ கூறினார்.

References:

• phys.org
• floridanewstimes
• dailyadvent
• eurekalert
• sciencedirect