Улсан хотын Шинжлэх Ухаан Технологийн Хүрээлэнгийн (Солонгос) Жаэфил Чо тэргүүтэй багийн танилцуулсан карбонжуулсан меламин хөөс нь түлшний эс болон батерейны хүчилтөрөгчийг бууруулах өндөр үр ашигтай цахилгаан катализатор бөгөөд зардлыг бууруулах боломжтой боловч өндөр үр ашигтай металл-агаарын батерей, түлшний элементээр хангадаг шийдэл юм.
Солонгос, Америкийн эрдэмтдийн баг одоо боломжийн үнэтэй меламин хөөс болон нүүрстөрөгчийн хар дээр суурилсан электродуудад зориулсан шинэ материалыг танилцууллаа. Өндөр сүвэрхэг чанар нь массын хурдан тээвэрлэлтийг ихээхэн хөнгөвчилж, каталитик идэвхтэй төвүүдийн тоо их байгаа нь түлшний элемент болон металл агаарын батерейны катодын хүчилтөрөгч бууруулах идэвхийг эрс нэмэгдүүлдэг.
Түлшний эс ба металл агаарын батерейны катодуудад тохиолддог урвал нь хүчилтөрөгчийн цахилгаан химийн бууралт, тухайлбал хүчилтөрөгчийг бууруулах урвал (ORR) юм. Энэ урвал нь удаашралтай байдаг тул ихээхэн саатдаг бөгөөд эсийн үр ашиг нь байж болохоос доогуур байдаг.
Каталитик катод нь хүчилтөрөгч устай урвалд орж, шүлтлэг уусмалд OH-ион үүсгэхийн тулд электронуудыг авч байх ёстой. Асуудал нь хатуу, шингэн, хийн урвалд ордог нарийн төвөгтэй системд тээвэрлэх процесс нь ихэвчлэн хэт удаан бөгөөд процессыг дарангуйлдаг, ялангуяа өндөр гүйдлийн нягтралтай цэнэглэх үед.
Платин зэрэг катализаторын идэвхтэй металлыг нарийн тараасан сүвэрхэг нүүрстөрөгчийн тулгуураас (нүүрстөрөгчийн хар) хийсэн катодууд нь энэхүү кинетик дарангуйллыг маш үр дүнтэйгээр багасгаж чаддаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь үнэтэй бөгөөд тийм ч тогтвортой биш тул өргөн хэрэглээнд ашиглах боломжгүй болгодог.
Улсан Үндэсний Шинжлэх Ухаан Технологийн Хүрээлэнгийн (Солонгос) Жаефил Чо, Жоржиа мужийн Технологийн Институтын (АНУ) Мэйлин Лю нараар ахлуулсан баг илүү хэмнэлттэй хувилбар боловсруулахыг зорьсон.
Тэд шинэ өндөр үр ашигтай цахилгаан катализаторыг нэгтгэхийн тулд долгионы усны тетраподын бүтцээс санаа авсан (Грек tetra: дөрөв, podes: хөл). Дөрвөн "хөл" нь төсөөллийн тетраэдрийн булан руу чиглэсэн байдаг тетраподуудыг далайн эрэг дээр, мөн далан, тулгууруудын ойролцоо барьж, эрэг рүү цохих долгионы хүчийг бууруулдаг. Эдгээр байгууламжууд нь олон том хөндийд далайн амьтдын амьдрах орчныг бүрдүүлдэг. Меламин хөөсийг пиролиз болгож, зуурмагаар нунтаглахад тетраподтой төстэй бичил харуурын хэлтэрхийнүүд үүсдэг.
Эрдэмтэд меламин хөөсийг төмрийн хлорид, азотоор баяжуулсан кетженблак (нүүрстөрөгчийн хар дамжуулагч үрэл) -ээр эмчилсэн. Тэд энэ бүтээгдэхүүнийг нүүрстөрөгчжүүлж, хүхрийн хүчлээр гаргаж авсан. Нүүрстөрөгчийн хар нано хэсгүүдээр бүрсэн нанотетраподууд нь маш өндөр гадаргуугийн талбайтай, олон тооны катализаторын идэвхтэй төвүүдтэй (Fe/Fe)3C ба CN бүлгүүд), мөн массыг хурдан тээвэрлэх боломжийг олгодог олон нүх сүв. Энэхүү шинэ электродын материалаар хийсэн катодууд нь маш удаан эдэлгээтэй, маш сайн гүйцэтгэлтэй бөгөөд метал дээр суурилсан катодтой харьцуулахад хамаагүй хямд үнээр байдаг. Эдгээр нь шинэ үеийн хямд, өндөр үр ашигтай металл агаарын батерей, түлшний эсийн хувьд маш ирээдүйтэй эхлэлийн цэг болж магадгүй юм.
SINOYQX нь түлшний элемент болон батерей дахь хүчилтөрөгчийг бууруулахын тулд меламин хөөсийг нүүрсжүүлэхэд Хятадын зарим байгууллага, их сургуулиудыг дэмжиж байна .
Заримыг нь http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html хаягаас иш татсан болно.