ক্লাথ্রেটস একটি জটিল খাঁচা কাঠামো দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যা অতিথি আয়নগুলির জন্য স্থান সরবরাহ করে। এখন, প্রথমবারের মতো, একটি দল চিত্তাকর্ষক ফলাফলের সাথে ইলেক্ট্রোলাইটিক হাইড্রোজেন উত্পাদনের জন্য অনুঘটক হিসাবে ক্ল্যাথ্রেটসের উপযুক্ততার তদন্ত করেছে: বর্তমানে ব্যবহৃত নিকেল-ভিত্তিক অনুঘটকদের চেয়ে ক্লথ্রেট নমুনা আরও দক্ষ এবং দৃ ust ় ছিল। তারা এই বর্ধিত পারফরম্যান্সের একটি কারণও খুঁজে পেয়েছিল। বেসি II- এর পরিমাপগুলি দেখিয়েছিল যে ক্ল্যাথ্রেটস অনুঘটক প্রতিক্রিয়ার সময় কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি সহ্য করে: ত্রি-মাত্রিক খাঁচা কাঠামো আল্ট্রা-থিন ন্যানোশিটগুলিতে ক্ষয় হয় যা সক্রিয় অনুঘটক কেন্দ্রগুলির সাথে সর্বাধিক যোগাযোগের অনুমতি দেয়। গবেষণাটি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে প্রয়োগ রসায়ন।
হাইড্রোজেন জলের বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণ দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে। যদি এই প্রক্রিয়াটির জন্য প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক শক্তি পুনর্নবীকরণযোগ্য উত্স থেকে আসে তবে এই হাইড্রোজেন এমনকি কার্বন নিরপেক্ষ। এই ‘সবুজ’ হাইড্রোজেনকে ভবিষ্যতের শক্তি ব্যবস্থার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিল্ডিং ব্লক হিসাবে দেখা হয় এবং রাসায়নিক শিল্পের জন্য কাঁচামাল হিসাবে প্রচুর পরিমাণে প্রয়োজন। বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণে দুটি প্রতিক্রিয়া গুরুত্বপূর্ণ: ক্যাথোডে হাইড্রোজেন বিবর্তন এবং অ্যানোডে অক্সিজেন বিবর্তন (ওইআর)। তবে বিশেষত অক্সিজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়া কাঙ্ক্ষিত প্রক্রিয়াটিকে ধীর করে দেয়। হাইড্রোজেন উত্পাদন গতি বাড়ানোর জন্য, ওইআর প্রক্রিয়াটির জন্য আরও দক্ষ এবং শক্তিশালী অনুঘটকগুলি বিকাশ করা দরকার।
ক্লাথ্রেটস, খাঁচাগুলির একটি কাঠামো বিল্ড
বর্তমানে, নিকেল-ভিত্তিক যৌগগুলি ক্ষারীয় অক্সিজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়ার জন্য ভাল এবং সস্তা অনুঘটক হিসাবে বিবেচিত হয়। এখানেই ডাঃ প্রশান্ত মেনেজেস এবং তাঁর দল এসেছিল। প্রচলিত নিকেল যৌগগুলিতে, এই পৃষ্ঠের অঞ্চলটি সীমাবদ্ধ। ‘তাই আমরা পরীক্ষা করতে চেয়েছিলাম যে ক্ল্যাথ্রেটস নামে পরিচিত উপকরণগুলির আকর্ষণীয় শ্রেণীর নিকেলযুক্ত নমুনাগুলি অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা’।
উপকরণগুলি বিএ দিয়ে তৈরি8মধ্যে6জি40 এবং মিউনিখের প্রযুক্তিগত বিশ্ববিদ্যালয়ে উত্পাদিত হয়েছিল। সমস্ত ক্ল্যাথ্রেটগুলির মতো এগুলিও পলিহেড্রাল খাঁচাগুলির একটি জটিল স্ফটিক কাঠামো দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এই ক্ষেত্রে, জার্মানিয়াম এবং নিকেল দ্বারা গঠিত, বেরিয়ামকে ঘিরে রেখেছে। এই কাঠামোটি ক্লথ্রেটসকে বিশেষ বৈশিষ্ট্য দেয় যা এগুলি থার্মোইলেক্ট্রিক, সুপারকন্ডাক্টর বা ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড হিসাবে আকর্ষণীয় করে তোলে। যাইহোক, এখনও অবধি কোনও গবেষণা দল ক্লথ্রেটসকে বৈদ্যুতিন বিশেষজ্ঞ হিসাবে তদন্ত করার বিষয়টি বিবেচনা করেনি।
বিশ্ববিদ্যালয় এবং বেসি II এ পরীক্ষা -নিরীক্ষা
বৈদ্যুতিন রাসায়নিক পরিমাপ দেখিয়েছিল যে অনুঘটক হিসাবে বাণিজি 550 এমএ সিএম ⁻² এর বর্তমান ঘনত্বের নিকেল ভিত্তিক অনুঘটকগুলির দক্ষতা ছাড়িয়ে গেছে, এটি শিল্প বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণেও ব্যবহৃত একটি মানও। স্থিতিশীলতাও উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ ছিল: 10 দিনের অবিচ্ছিন্ন ক্রিয়াকলাপের পরেও ক্রিয়াকলাপটি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়নি।
উপাদানটি কেন এত উল্লেখযোগ্যভাবে উপযুক্ত তা জানতে দলটি পরীক্ষাগুলির সংমিশ্রণ ব্যবহার করেছিল। বেসি II এ, তারা সিটু এক্স-রে শোষণ বর্ণালী (এক্সএএস) ব্যবহার করে নমুনাগুলি অধ্যয়ন করেছিলেন, যখন বেসিক কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যটি ফ্রেই এবং টেকনিশ ইউনিভার্সিটি বার্লিনে পরিচালিত হয়েছিল।
খাঁচা থেকে স্পঞ্জ পর্যন্ত
তাদের বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে বিএ8মধ্যে6জি40 জলীয় ইলেক্ট্রোলাইটের কণাগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অধীনে কাঠামোগত রূপান্তর করে: জার্মানি এবং বেরিয়াম পরমাণুগুলি পূর্বের ত্রি-মাত্রিক কাঠামোর বাইরে দ্রবীভূত হয়। মেনেজেসের দল থেকে ডাঃ নিক্লাস হাউসমান বলেছেন, ‘ক্ল্যাথ্রেট প্রারম্ভিক উপাদানগুলির প্রায় 90 % জার্মান এবং বেরিয়াম পরমাণু তৈরি করে এবং এগুলি পুরোপুরি ধুয়ে ফেলা হয়, বাকি 10 % নিকেলের অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত, স্পঞ্জের মতো ন্যানোলোয়ারদের পিছনে ফেলে দেওয়া হয় যা সর্বাধিক পৃষ্ঠের অঞ্চল দেয়। ” এই রূপান্তরটি ইলেক্ট্রোলাইটের সংস্পর্শে আরও বেশি করে অনুঘটকভাবে সক্রিয় নিকেল কেন্দ্রগুলি নিয়ে আসে।
‘এই নমুনাগুলি ওর অনুঘটক হিসাবে কতটা ভাল কাজ করে তা দেখে আমরা অবাক হয়েছি। আমরা আশা করি যে আমরা অন্যান্য ট্রানজিশন মেটাল ক্ল্যাথ্রেটসের সাথে একই রকম ফলাফলগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারি এবং আমরা বৈদ্যুতিন বিশেষজ্ঞদের জন্য একটি খুব আকর্ষণীয় শ্রেণীর উপকরণ আবিষ্কার করেছি, ‘মেনেজেস বলেছেন।