ٽن طرفي نڪل فوم مواد تي نانو اسٽريچرڊ مواد جو استعمال پاڻي جي ڀڃڪڙي لاءِ اليڪٽرڪ ڪيٽالسٽس جي طور تي

فوسل ايندھن جي گھٽتائي ۽ توانائي ۽ ماحولياتي مسئلن جي باري ۾ وڌندڙ خدشات متبادل توانائي جي ذريعن کي ترقي ڪرڻ لاء وسيع تحقيق جي ڪوششن جو سبب بڻيا آھن.Electrochemical electrolysisهائيڊروجن ايندھن جي پيداوار لاء پاڻي جو هڪ واعدو حڪمت عملي سمجهيو ويندو آهي. بهرحال، موثر پاڻي جي ڀڃڪڙي لاءِ موثر ۽ پائيدار اليڪٽرڪاليڪلسٽن جي ضرورت آهي جيڪي آڪسيجن-نڪري ڪرڻ واري رد عمل (OER) ۽ هائيڊروجن-اسٽارڪشن رد عمل (HER) جي ڪينيٽيڪس کي تيز ڪري سگهن ٿيون. نوبل ڌاتو تي مشتمل ڪيٽالسٽس، جهڙوڪ Pt ۽ ان جا مرکب، RuO2 ۽ IrO2، في الحال OER ۽ HER کي ڪيٽيلائيز ڪرڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ ڪارائتو ڪيٽالسٽ آهن. تنهن هوندي به، اعلي قيمت ۽ وڏين دھاتن جي گهٽتائي انهن جي وڏي پيماني تي ايپليڪيشن ۽ قابل تجديد توانائي ٽيڪنالاجيز جي ترقي کي روڪيو آهي. انهن حدن کي ختم ڪرڻ لاءِ، غير قيمتي ڌاتو اليڪٽرڪاليڪلسٽس کي ڊزائين ڪرڻ ۽ ٺهڪائڻ لاءِ وڏيون ڪوششون ڪيون ويون آهن، جيڪي زمين جي گهڻائي مواد کي استعمال ڪندي OER ۽ OERHER جي اقتصادي متبادل طور استعمال ڪن ٿيون. منتقلي ڌاتو آڪسائيڊس، سلفائڊس، فاسفائڊس، ڪاربان مواد، سيلينائيڊس، ۽ مخلوط ڌاتو ڪمپليڪس وڏي پيماني تي اڀياس ڪيا ويا آهن ۽ OER ۽ HER لاء شاندار ڪارڪردگي ڏيکاريا ويا آهن. تنهن هوندي به، انهن مان اڪثر electrocatalysts وڏي پئماني تي وڏي پيماني تي ٻڌل ڪيٽالسٽن جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ ضرورت آهي، ۽ انهن جي استحڪام کي بهتر بنائڻ انتهائي اهم آهي. تنهن ڪري، هڪ گهٽ قيمت ۽ موثر متبادل اليڪٽرروڊ ڍانچي کي ترقي ڪرڻ جي تڪڙي ضرورت آهي اعلي سرگرمي ۽ موثر پاڻي جي تقسيم لاء ڊگهي مدت جي استحڪام سان.

electrochemical اپليڪيشن جي ميدان ۾، اليڪٽروڊ تيار ڪرڻ لاءِ ٻه مکيه حڪمت عمليون استعمال ڪيون ويون آهن. پهرين ۽ سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل ٽيڪنڪ شامل آهي ڪئٽالسٽ جو استعمال پائوڊر فارم ۾. عام طور تي، اليڪٽرروڊز برقياتي مواد، چالکائي وڌائڻ وارا، ۽ چالکائي ذيلي ذيلي ذخيرو تي چپڪندڙ استعمال ڪندي ٺاهيا ويا آهن. تنهن هوندي به، هي طريقو خرابين کان سواء نه آهي. بنيادي نقصان هڪ اليڪٽرڪ طور تي انسوليٽنگ بائنر جي گهرج آهي، جيڪا اليڪٽرولائيٽ ۽ ڪيٽيلسٽ جي وچ ۾ رابطي واري علائقي کي گھٽائي ٿي. اهو ٿي سگهي ٿو ڪيٽيليٽي طور تي فعال سائيٽن کي بلاڪ ڪرڻ جي نتيجي ۾، جنهن جي نتيجي ۾ اعلي مزاحمت ۽ گهٽتائي برقياتياتي ڪارڪردگي. ان کان علاوه، اليڪٽروڊ نسبتا غير مستحڪم آهن، جيئن ته منسلڪ ڪيٽيلسٽ تيز موجوده کثافت تي هلندڙ ذيلي ذخيري مان ڇڪيندو آهي. اليڪٽرروڊ جي تياري لاءِ ٻيو مکيه حڪمت عملي نوبل ڌاتو تي ٻڌل مواد جو استعمال آهي جيڪي سڌي طرح ڪنڊڪٽو سبسٽرٽ تي اليڪٽرروڊپز ٿيل آهن، جهڙوڪ نڪيل فوم، ڪاپر ورق، ڪاربان ڪپڙو يا پيپر، ايف ٽي او، اسٽينلیس سٹیل ۽ نڪيل ورق. بهرحال، هي طريقو ان جي حدن کان سواء ناهي. جمع ٿيل فعال مواد جي وچ ۾ رسائي واري جاء تي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو آهي، ۽ ان ڪري، اليڪٽرروڊ ڪارڪردگي فلم جي ٿلهي سان گهٽجي ويندي آهي ڇاڪاڻ ته سبسٽريٽ جي اندر جي ڪيٽيليٽي طور تي فعال سائيٽن تائين رسائي نه هوندي. ان کان سواء، طريقي جي پيچيدگي ۽ اعلي قيمت ان جي عملي ايپليڪيشن کي تمام گهڻو روڪيو. تنهن ڪري، قيمت-مؤثر تعميراتي ٽيڪنالاجي جي ترقي لاءٽي-dimensional (3D) electrodesڪامياب electrochemical اپليڪيشن لاء ضروري آهي.

نئين ٽي-dimensional دھاتي مواد جي ترقي سان ڀريل ساخت ۽ اعلي مخصوص مٿاڇري وارن علائقن کي خاص ڌيان ڏنو ويو آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي امڪاني طور تي آئن جي ڦهلائي جي ڊيگهه کي گهٽائڻ ۽ آئنڪ ۽ برقي چالکائي وڌائڻ جي صلاحيت آهي. تنهن ڪري، electrocatalyst ڊيزائن لاء هڪ واعدو ڪندڙ هدايت مختلف ساخت جي طول و عرض کي گڏ ڪرڻ آهي ته جيئن ڪيٽيليسٽ ڪيريئرز جو هڪ نانو تعمير ٿيل جامع ٺاهجي جيڪو اعلي چالکائي، وڏي مٿاڇري واري ايراضي ۽ اعلي استحڪام فراهم ڪري ٿي.نڪل فوم(NF)، هڪ تجارتي طور تي دستياب ۽ سستو مواد، وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي اليڪٽرروڊ مواد لاء هڪ سبسٽرٽ ۽ ڪيريئر جي طور تي ان جي گهربل ٽي-dimensional کليل-پوري ساخت، اعلي برقي چالکائي، ۽ وڏي مخصوص سطح جي ايراضيء جي ڪري. NFs اندر چينل پڻ سٺي ماس منتقلي ۽ وڏي سطح جي ايراضي في يونٽ ايريا مهيا ڪن ٿا. مختلف ذيلي ذخيرا، جن ۾ مختلف ڌاتو جي جھاگ، ميش، ورق ۽ ڪپڙا شامل آهن، اليڪٽرڪ ڪيميڪل ايپليڪيشنن جهڙوڪ ليٿيم آئن بيٽرين، سپر ڪيپيسٽرز، سولر سيلز ۽ پاڻي جي تقسيم لاء گڏ ڪندڙ جي طور تي دريافت ڪيا ويا آهن. خاص طور تي، غير محفوظ NFs انهن جي گهٽ قيمت، برقي چالکائي، ۽ وڏي برقياتي سطح جي ايراضيء جي ڪري ڌيان ڇڪايو آهي، جيڪو ڪيٽالسٽن کي لوڊ ڪرڻ ۽ اليڪٽرڪ ڪيميائي فعال سائيٽن کي وڌائڻ لاء مثالي آهي. ان کان علاوه، غير محفوظ NFs اليڪٽرولائٽس جي ماس ٽرانسپورٽ کي وڌائڻ ۾ فائدا آھن، انھن کي توانائي جي ايپليڪيشنن ۾ اعلي سطحي علائقي جي موجوده ڪليڪٽرن لاء مناسب اميدوار بڻائڻ. نڪيل فوم تي فعال مواد جي سڌي ترقي پڻ پاڻي جي ڀڃڪڙي رد عمل ۾ موثر اليڪٽران جي منتقلي لاءِ ڪيٽالسٽ-سبسٽريٽ رابطي کي وڌائي ٿي. جڏهن ته سپر ڪيپيسيٽر ۽ بيٽري اليڪٽروڊز NFs لاءِ مکيه ايپليڪيشنون آهن، تازو اڀياس ڏيکاريا آهن ته هن مواد تي جمع ٿيل اليڪٽرروڊ مواد ني ورق ۽ نيٽ جي ڀيٽ ۾ اعلي OER سرگرمي آهي. اهي مواد يا ته انهن جي قدرتي شڪل ۾ لاڳو ٿي سگهن ٿا يا فعال مواد سان سجايا ويا آهن، ۽ فوم ٻنهي کي گڏ ڪندڙ ۽ سپورٽ سبسٽرن طور استعمال ڪري سگهجي ٿو. اهڙيء طرح، اين ايف جي ذيلي ذخيري تي هڪ نانو تعمير ٿيل، زمين سان مالدار ڪيٽيليٽڪ مواد جي ترقي توانائي اسٽوريج / تبادلي جي ڊوائيسز لاء ترقي يافته اليڪٽرروڊ مواد جي ترقي لاء واعدو رکي ٿي. جيتوڻيڪ زمين سان مالا مال اليڪٽروڪاليسٽس جيڪي سڌو سنئون نڪيل فوم تي پوکيا ويندا آهن عام طور تي دستياب آهن، او اي آرز ۽ ايڇ اي آرز لاءِ نڪل فوم تي ٽي-ڊيميشنل اليڪٽروڊز جي وسيع تحقيق نه ڪئي وئي آهي، جيتوڻيڪ اهي ٻرندڙ عمدي جوڙجڪ آهن جيڪي گهٽ قيمت ۽ ٺاهڻ ۾ آسان آهن.