غشاء تبادل البروتون (بيم)يمكن لتكنولوجيا التحليل الكهربائي للمياه أن تتزاوج بشكل مباشر مع مصادر الطاقة المتجددة المتقلبةانتاج الهيدروجينلا يضمن هذا النهج سلامة الشبكة فحسب، بل يتيح أيضًا إعادة توزيع الموارد المتجددة، مما يجعله أساسًا تكنولوجيًا حاسمًا لتحقيق الحياد الكربوني. ومع ذلك، نظرًا للبيئة الحمضية لـالتحليل الكهربائي لمياه بيمتعتمد التكنولوجيا حاليًا بشكل كبير على الإيريديوم، وهو معدن ثمين مستقر في ظل الظروف الحمضية، كمحفز للأنود. يعد الإيريديوم أحد أندر الموارد على وجه الأرض، حيث يبلغ إنتاجه السنوي 6-8 أطنان فقط، ويشكل ندرته تحديًا كبيرًا لتوسيع نطاق إنتاج الهيدروجين القائم على بيم.
ردًا على ذلك، اكتشف فريق البحث بقيادة ريوهاي ناكامورا وتسخير تقارب خاص بين المنجنيز (من) والإيريديوم (إير)، حيث طور محفز إيريديوم سداسي التكافؤ عالي الاستقرار وموزع ذريًا (إيرفي-لغط). يحافظ هذا المحفز الجديد على نشاط واستقرار عاليين مع تقليل تحميل الإيريديوم إلى أقل من 0.1 مجم / سم²، أي أقل بنسبة تزيد عن 95٪ من تحميل الإيريديوم الحالي في التحليل الكهربائي لمياه بيم (2-4 مجم / سم²). بالمقارنة مع محفزات إير⁴⁺ المستخدمة بشكل شائع، فإن هذا المحفز الجديد له حالة تكافؤ أعلى (إير⁶⁺) وموزع ذريًا على سطح γ-أكسيد المنجنيز₂. تعزز حالة إير⁶⁺ النشاط الجوهري واستقرار الإيريديوم، بينما يسمح التشتت على المستوى الذري باستخدام الإيريديوم بنسبة 100٪ تقريبًا. أجرى الفريق تحليلاً شاملاً للتركيب والخصائص البنيوية وأداء التحليل الكهربائي لماء بيم لمحفز الإيريديوم، موضحًا التفاعل بين المنغنيز والإيريديوم وموضحًا الأداء المتفوق للمحفز مع تحميل إيريديوم أقل من 0.1 مجم / سم² في محللات كهربائية بيم.
وقد نشرت نتائج البحث فيعلومتحت عنوان "أكسيد الإيريديوم السداسي التكافؤ الموزع ذريًا من اختزال ثاني أكسيد المنغنيز لتحفيز تطور الأكسجين.المؤلفون المراسلون هم أيلونج لي و ريوهاي ناكامورا، مع أيلونج لي و شوانغ كونغ كمؤلفين أولين.
