Pemanfaatan bahan struktur nano ing bahan busa nikel telung dimensi minangka elektrokatalis kanggo retak banyu.

Kurangé bahan bakar fosil lan kuwatir babagan energi lan masalah lingkungan wis nyebabake upaya riset ekstensif kanggo ngembangake sumber energi alternatif.elektrolisis elektrokimiabanyu dianggep minangka strategi sing apik kanggo produksi bahan bakar hidrogen. Nanging, retak banyu sing efisien mbutuhake elektrokatalis sing efisien lan tahan lama sing bisa nyepetake kinetika reaksi ekstraksi oksigen (OER) lan reaksi ekstraksi hidrogen (HER). Katalis sing ngemot logam mulia, kayata Pt lan paduane, RuO2 lan IrO2, saiki dadi katalis paling efisien kanggo katalis OER lan HER. Nanging, biaya dhuwur lan kekurangan logam mulia wis ngalangi aplikasi skala gedhe lan pangembangan teknologi energi sing bisa dianyari. Kanggo ngatasi watesan kasebut, usaha sing akeh ditindakake kanggo ngrancang lan nyintesis elektrokatalis logam non-larang regane nggunakake bahan sing akeh banget ing bumi minangka alternatif ekonomi kanggo OER lan OERHER. Oksida logam transisi, sulfida, fosfida, bahan karbon, selenida, lan kompleks logam campuran wis diteliti sacara ekstensif lan wis nuduhake kinerja sing apik kanggo OER lan HER. Nanging, akèh-akèhé saka electrocatalysts iki mbutuhake overpotentials luwih saka katalis basis logam mulia, lan nambah stabilitas tetep wigati. Mulane, ana kabutuhan penting kanggo ngembangake struktur elektroda alternatif sing murah lan efisien kanthi aktivitas dhuwur lan stabilitas jangka panjang kanggo pamisahan banyu sing efisien.

Ing lapangan aplikasi elektrokimia, loro Sastranegara utama wis digunakake kanggo nyiapake elektroda. Teknik pisanan lan paling akeh digunakake yaiku nggunakake katalis ing wangun bubuk. Biasane, elektroda dibangun kanthi nggunakake slurries bahan elektroaktif, penambah konduktivitas, lan adesif ing substrat konduktif. Nanging, pendekatan iki ora tanpa cacat. Kerugian utama yaiku syarat kanggo binder insulasi listrik, sing nyuda area kontak antarane elektrolit lan katalis. Iki bisa nyebabake pamblokiran situs aktif katalitik, nyebabake resistensi dhuwur lan kinerja elektrokatalitik suda. Kajaba iku, elektrods relatif ora stabil, amarga katalis sing ditempelake cenderung ngeculake saka substrat konduktor kanthi kapadhetan saiki sing dhuwur. Strategi utama kaloro kanggo nyiapake elektroda yaiku nggunakake bahan logam mulia sing didepositake langsung menyang substrat konduktif, kayata busa nikel, foil tembaga, kain karbon utawa kertas, FTO, stainless steel lan foil nikel. Nanging, pendekatan iki ora tanpa watesan. Pancen angel ngontrol papan sing bisa diakses ing antarane bahan aktif sing disimpen lan, mula, kinerja elektroda nyuda kanthi nambah kekandelan film amarga ora bisa diakses substrat menyang situs aktif katalitik ing njero. Kajaba iku, kerumitan lan biaya dhuwur saka cara banget ngalangi aplikasi praktis. Mulane, pangembangan teknik fabrikasi biaya-efektif kanggoelektroda telung dimensi (3D).perlu kanggo aplikasi elektrokimia sukses.

Pangembangan bahan metalik telung dimensi anyar kanthi struktur keropos lan area permukaan spesifik sing dhuwur wis narik kawigaten amarga potensial nyuda dawa panyebaran ion lan nambah konduktivitas ion lan elektronik. Mulane, arah janjeni kanggo desain electrocatalyst kanggo gabungke dimensi struktural beda kanggo nggawe komposit nanostructured operator katalis sing nyedhiyani konduktivitas dhuwur, area lumahing gedhe lan stabilitas dhuwur.busa nikel(NF), materi sing kasedhiya kanthi komersial lan murah, wis akeh digunakake minangka substrat lan operator kanggo bahan elektroda amarga struktur pori terbuka telung dimensi sing dikarepake, konduktivitas listrik sing dhuwur, lan area permukaan spesifik sing gedhe. Mikropori lan aliran jagged saluran ing NFs uga nyedhiyakake transfer massa sing apik lan area lumahing gedhe saben area unit. Macem-macem substrat, kalebu busa logam, bolong, foil lan kain, wis ditliti minangka kolektor kanggo aplikasi elektrokimia kayata baterei lithium-ion, superkapasitor, sel surya lan pamisah banyu. Utamane, NF keropos wis narik kawigaten amarga biaya sing murah, konduktivitas listrik, lan area permukaan elektroaktif sing gedhe, sing cocog kanggo ngemot katalis lan nambah situs aktif elektrokimia. Kajaba iku, NF keropos duwe kaluwihan kanggo nambah transportasi massa elektrolit, dadi calon sing cocog kanggo kolektor arus permukaan sing dhuwur ing aplikasi energi. Wutah langsung saka bahan aktif ing umpluk nikel uga nambah kontak katalis-substrat kanggo transfer elektron efisien ing reaksi retak banyu. Nalika superkapasitor lan elektroda baterei tetep aplikasi utama kanggo NFs, pasinaon anyar wis ditampilake sing bahan elektroda setor ing materi iki duwe aktivitas OER unggul saka Ni foil lan jaring. Bahan kasebut bisa ditrapake ing wangun alami utawa dihiasi nganggo bahan aktif, lan busa bisa digunakake minangka kolektor lan substrat pendukung. Mangkono, wutah saka nanostructured, materi katalitik kaya bumi ing substrat NF ngemu janji kanggo pangembangan bahan elektroda majeng kanggo panyimpenan energi / piranti konversi. Senajan electrocatalysts sugih bumi thukul langsung ing umpluk nikel umum kasedhiya, elektroda telung dimensi ing umpluk nikel kanggo OERs lan HERs durung diteliti sacara ekstensif, sanajan struktur hierarkis keropos sing murah lan gampang digawe.