पृष्ठभूमि
वैश्विक ऊर्जा की मांग में तेजी से वृद्धि के साथ, जीवाश्म ईंधन के जलने से पर्यावरण की कई समस्याएं पैदा हुई हैं।देश-विदेश के शोधकर्ता स्वच्छ ऊर्जा और पर्यावरण के अनुकूल और कुशल ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण उपकरणों की खोज के लिए प्रतिबद्ध हैंसंसाधनों की प्रचुरता, स्वच्छता और दक्षता, उच्च ऊर्जा घनत्व और पर्यावरण के अनुकूलता के फायदे के साथ हाइड्रोजन ऊर्जा एक आदर्श नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है।हाइड्रोजन की आपूर्ति और भंडारण इसके विकास को सीमित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है।वर्तमान हाइड्रोजन उत्पादन विधियों में जीवाश्म ईंधन हाइड्रोजन उत्पादन, हाइड्रोजन उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में बायोमास और जल विभाजन शामिल हैं।पर्यावरण संरक्षण के लाभों के कारण जल विभाजन द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन लोगों का ध्यान आकर्षित कर रहा हैजल विभाजन में ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया (ओईआर) और हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (एचईआर) शामिल है।विशेष रूप से ओईआरइनकी गति गति धीमी होती है, जिसके कारण अत्यधिक क्षमता और कम दक्षता होती है, जिससे ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के विकास और व्यावहारिक अनुप्रयोग को गंभीर रूप से प्रतिबंधित किया जाता है।विद्युत उत्प्रेरक का प्रयोग विद्युत उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की ऊर्जा बाधा को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है, प्रतिक्रिया दर को तेज करता है और ओवरपॉटेंशियल को कम करता है ताकि ओईआर को प्रभावी ढंग से पूरा किया जा सके, जिससे रूपांतरण उपकरण की कार्य कुशलता में सुधार होता है।उच्च प्रदर्शन वाले ओईआर इलेक्ट्रोकैटालिस्टों का अन्वेषण ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के प्रदर्शन में सुधार के लिए एक प्रमुख कारक बन गया है।.
सिद्धांत
ओईआर विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण यंत्रों जैसे जल विभाजन और धातु-वायु बैटरी की एक महत्वपूर्ण अर्ध प्रतिक्रिया है। अम्लीय और क्षारीय परिस्थितियों में,ओईआर एक धीमी गतिशीलता वाली चार इलेक्ट्रॉन प्रक्रिया है, जो विद्युत रासायनिक ऊर्जा रूपांतरण उपकरणों के प्रदर्शन को सीमित करता है। समग्र प्रदर्शन। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत गणना के अनुसार,अम्लीय और क्षारीय परिस्थितियों में ओईआर दोनों में ओओएच* का अवशोषण शामिल हैअंतर यह है कि अम्लीय परिस्थितियों में ओईआर का पहला चरण पानी का विच्छेदन है और अंतिम उत्पाद एच है।+और O2, जबकि क्षारीय परिस्थितियों में ओईआर का पहला चरण ओएच का अवशोषण है।-, और अंतिम उत्पाद एच हैं2ओ और ओ2, जैसा कि निम्नलिखित सूत्र में दिखाया गया है।
अम्लीय वातावरण:
समग्र प्रतिक्रिया:2H2O → 4H++ O2+ 4e-
*+ एच2ओ ओ*+ एच++ e-
ओह*️ O*+ एच++ e-
ओ*+ एच2O OH OOH*+ एच++ e-
ओओएच*
