（MENAFN- AsiaNet News）インド工科大学ガワヒの研究者たちは、水の電気分解によって水素燃料を生成できる新しい材料を開発しました。全体の水分解には1.23Vの熱力学的電位が必要ですが、この材料はわずか12mVの超低水素発生反応（HER）過電圧を示し、市販のPt/C電極を上回る優れた電気催化性能を発揮しています。さらに、同じ材料は太陽エネルギーを利用した海水の淡水化もサポートできることが示されています。この研究成果は、権威ある「Advanced Functional Materials」誌に掲載されており、ガワヒ工科大学の物理学科のPKギリ教授と、その研究者であるクシック・ゴッシュ氏とサンジョイ・スール・ロイ氏が共著しています。持続可能な解決策の必要性------------------------最初の課題は、化石燃料の使用による環境破壊の増加です。水素はクリーン燃料と呼ばれ、使用時には水だけが副産物となり、CO2を排出しません。しかし、現在広く使われている水素のほとんどは化石燃料から生成されているため、より持続可能な方法と材料による水素の調達と生産が求められています。次の課題は、安全な飲料水の不足です。これに対処する一つの方法は海水の淡水化ですが、これは高コストです。太陽光を利用した淡水化はコスト効果の高い代替手段となり得ます。新しいMXeneベース触媒--------------------これに応じて、ガワヒ工科大学の研究チームは、水素を効率的に生成し、淡水化のための光触媒としても機能するMXeneベースの触媒を開発しました。MXeneは高い電気伝導性などの特性で知られる二次元材料の一群です。しかし、一般的なMXeneは比較的低い活性表面積を持ち、触媒性能が制限されていました。これを克服するために、研究者たちは材料を超薄のリボン状構造に改良し、電荷輸送を改善し、利用可能な活性表面積を増やしました。また、酸素空孔部位にルテニウム原子を導入し、触媒性能をさらに向上させました。この組み合わせにより、金属と支持体の相互作用が強化され、触媒活性が大幅に向上すると考えられています。さらに、研究チームは高度な計算モデルを用いて、これらの原子レベルの改良が性能向上にどのように寄与したかを解明しました。実験では、少量の追加エネルギーを供給することで、改良された材料が水素発生反応を効率的に触媒することを観察しました。材料は、優れた光熱変換能力により模擬太陽光下でも良好な性能を示し、長時間の使用でも安定性を維持し、性能の低下も最小限に抑えられました。ギリ教授はこの研究について、「二次元層状材料のMXeneは、多機能な驚異的材料です。本研究は、欠陥工学を用いた超薄MXeneのクリーン水素エネルギーと飲料水の持続可能な開発を示しています。その高性能と安定性により、商業利用の可能性も期待されます」と述べています。海水淡水化への応用------------------実験の一環として、MXeneは特別に設計された三次元構造のジャナス蒸発器に組み込まれました。この装置は水面に浮かび、表層だけを加熱することでエネルギー損失を抑えます。標準的な太陽光条件下で、約3.2kg/m2/hの蒸発速度を達成しました。このシステムは、塩水中で5日間連続してテストされ、塩の沈着はなく、塩分やその他の汚染物質を効果的に除去し、国際的な水質基準に適合した飲用水を生成しました。これらの成果は、太陽光を利用した淡水化と、輸送、産業、エネルギー貯蔵における持続可能な水素生産の両方を支援する可能性を示しています。（ANI）（見出しを除き、このストーリーはAsianet Newsable英語版の編集を受けておらず、シンジケート配信からの掲載です。）
IIT グワハティがハイドロジェン燃料と淡水化材料を開発
（MENAFN- AsiaNet News）
インド工科大学ガワヒの研究者たちは、水の電気分解によって水素燃料を生成できる新しい材料を開発しました。全体の水分解には1.23Vの熱力学的電位が必要ですが、この材料はわずか12mVの超低水素発生反応（HER）過電圧を示し、市販のPt/C電極を上回る優れた電気催化性能を発揮しています。
さらに、同じ材料は太陽エネルギーを利用した海水の淡水化もサポートできることが示されています。この研究成果は、権威ある「Advanced Functional Materials」誌に掲載されており、ガワヒ工科大学の物理学科のPKギリ教授と、その研究者であるクシック・ゴッシュ氏とサンジョイ・スール・ロイ氏が共著しています。
持続可能な解決策の必要性
最初の課題は、化石燃料の使用による環境破壊の増加です。水素はクリーン燃料と呼ばれ、使用時には水だけが副産物となり、CO2を排出しません。しかし、現在広く使われている水素のほとんどは化石燃料から生成されているため、より持続可能な方法と材料による水素の調達と生産が求められています。
次の課題は、安全な飲料水の不足です。これに対処する一つの方法は海水の淡水化ですが、これは高コストです。太陽光を利用した淡水化はコスト効果の高い代替手段となり得ます。
新しいMXeneベース触媒
これに応じて、ガワヒ工科大学の研究チームは、水素を効率的に生成し、淡水化のための光触媒としても機能するMXeneベースの触媒を開発しました。MXeneは高い電気伝導性などの特性で知られる二次元材料の一群です。しかし、一般的なMXeneは比較的低い活性表面積を持ち、触媒性能が制限されていました。
これを克服するために、研究者たちは材料を超薄のリボン状構造に改良し、電荷輸送を改善し、利用可能な活性表面積を増やしました。また、酸素空孔部位にルテニウム原子を導入し、触媒性能をさらに向上させました。この組み合わせにより、金属と支持体の相互作用が強化され、触媒活性が大幅に向上すると考えられています。
さらに、研究チームは高度な計算モデルを用いて、これらの原子レベルの改良が性能向上にどのように寄与したかを解明しました。実験では、少量の追加エネルギーを供給することで、改良された材料が水素発生反応を効率的に触媒することを観察しました。材料は、優れた光熱変換能力により模擬太陽光下でも良好な性能を示し、長時間の使用でも安定性を維持し、性能の低下も最小限に抑えられました。
ギリ教授はこの研究について、「二次元層状材料のMXeneは、多機能な驚異的材料です。本研究は、欠陥工学を用いた超薄MXeneのクリーン水素エネルギーと飲料水の持続可能な開発を示しています。その高性能と安定性により、商業利用の可能性も期待されます」と述べています。
海水淡水化への応用
実験の一環として、MXeneは特別に設計された三次元構造のジャナス蒸発器に組み込まれました。この装置は水面に浮かび、表層だけを加熱することでエネルギー損失を抑えます。標準的な太陽光条件下で、約3.2kg/m2/hの蒸発速度を達成しました。
このシステムは、塩水中で5日間連続してテストされ、塩の沈着はなく、塩分やその他の汚染物質を効果的に除去し、国際的な水質基準に適合した飲用水を生成しました。
これらの成果は、太陽光を利用した淡水化と、輸送、産業、エネルギー貯蔵における持続可能な水素生産の両方を支援する可能性を示しています。（ANI）
（見出しを除き、このストーリーはAsianet Newsable英語版の編集を受けておらず、シンジケート配信からの掲載です。）