वैज्ञानिकों द्वारा नी-आधारित एनोड पर संक्षारक आयन Br- के संक्षारण तंत्र को स्पष्ट करके समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस की स्थिरता को बढ़ाया गया था। यह अध्ययन नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।
खारे पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन उत्पादन को एक व्यवहार्य और किफायती ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण रणनीति के रूप में देखा जाता है जो "उच्चतम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन और कार्बन तटस्थता" प्राप्त करने में मदद करता है। हालाँकि, खराब एनोड स्थायित्व के कारण हाइड्रोजन उत्पादन के लिए ब्राइन इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग प्रतिबंधित कर दिया गया है।
शोधकर्ताओं ने समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस की स्थिरता पर पिछले काम के आधार पर समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस में एनोड क्षरण के तंत्र की जांच की। समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस में, सीएल- के अलावा बीआर- को नी-आधारित एनोड के लिए अधिक हानिकारक पाया गया है।
इलेक्ट्रोकेमिकल प्रयोगों के मूल्यांकन परिणामों से पता चला है कि बीआर-युक्त इलेक्ट्रोलाइट्स में नी-आधारित एनोड में सीएल-युक्त इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में कम संक्षारण प्रतिरोध और तेज़ संक्षारण कैनेटीक्स होता है।
इन सीटू इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययनों के अनुसार, Ni सबस्ट्रेट्स पर, सीएल- संकीर्ण, गहरे गड्ढों के साथ स्थानीयकृत जंग पैदा करना पसंद करता है, जबकि ब्र- चौड़े, उथले गड्ढों के साथ व्यापक जंग पैदा करता है।
घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत और पोक्ड इलास्टिक बैंड सिमुलेशन का उपयोग करके किए गए अध्ययनों के अनुसार, निष्क्रियता परत में सीएल- की तुलना में बीआर- का धीमा प्रसार और कम प्रतिक्रिया ऊर्जा संक्षारण व्यवहार में इस अंतर के लिए जिम्मेदार है।
इसके अतिरिक्त, Br-, NiFe-LDH जैसे उत्प्रेरक के साथ Ni-आधारित इलेक्ट्रोड में, इलेक्ट्रोलिसिस के कारण उत्प्रेरक परत एक बड़े क्षेत्र पर छूट सकती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन में तेजी से कमी आ सकती है।
हालाँकि Br- खारे पानी में न्यूनतम मात्रा (0,53 mM) में मौजूद होता है, लेकिन इसका Ni सबस्ट्रेट्स के संक्षारण व्यवहार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है और परिणामस्वरूप अतिरिक्त मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
इस अध्ययन में नी-आधारित एनोड पर बीआर- और सीएल-संक्षारण तंत्र की जांच लंबे समय तक चलने वाले और विश्वसनीय खारे पानी के इलेक्ट्रोलिसिस एनोड के डिजाइन और संश्लेषण में सहायता कर सकती है।
स्रोत: phys.org/news
📩 10/09/2023 23:57