विपर्यय समृद्ध आयरन फ्लोरीड-ऑक्साइड नैनोस्पोरस पतली फिल्में जल विघटन के लिए द्विफंक्शनल उत्प्रेरक

जल विघटन के लिए एक ही इलेक्ट्रोलाइट में संचालित लागत-कुशल इलेक्ट्रोकैटेलिस्ट्स का विकास करना, जिसमें ऑक्सीजन और हाइड्रोजन उत्पादन प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी और उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रोकैटेलिस्ट्स में दोष उनकी रासायनिक गुणों और इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं को मजबूत तरीके से प्रभावित करते हैं, और इलेक्ट्रोकैटेलिटिक प्रदर्शन में नाटकीय रूप से सुधार कर सकते हैं। हालांकि, क्षारीय माध्यम में प्रभावी और स्थिर जल इलेक्ट्रोलिसिस गतिविधि वाले दोष-सक्रिय इलेक्ट्रोकैटेलिस्ट का विकास एक चुनौती बना हुआ है, और उत्प्रेरक की उत्पत्ति की समझ अभी भी सीमित है। यहाँ, हम दोष-समृद्ध द्विफंक्शनल इलेक्ट्रोकैटेलिस्ट, अर्थात्, तीन-आयामी आयरन फ्लोरीड-ऑक्साइड नैनोस्पोरस फिल्में, जो एनोडाइजेशन/फ्लोरीनेशन प्रक्रिया द्वारा निर्मित की गई हैं, पर प्रकाश डालते हैं। उच्च विद्युत चालकता वाली विषम फिल्में क्रिस्टलीय जाली में अंतर्निहित अव्यवस्था चरणों को धारण करती हैं, और इसमें अनेक बिखरे हुए दोष होते हैं, जिनमें अंतरफेज सीमाएं, स्टैकिंग दोष, ऑक्सीजन रिक्त स्थान, और सतहों/इंटरफेस पर विस्थापन शामिल हैं। हेटरोकैटेलिस्ट जल विघटन को बुनियादी इलेक्ट्रोलाइट में प्रभावी ढंग से उत्प्रेरित करते हैं, जिसे आश्चर्यजनक स्थिरता के साथ। प्रयोगात्मक अध्ययन और पहले सिद्धांत गणना से पता चलता है कि सतह/किनारे के दोष उनके उच्च प्रदर्शन में महत्वपूर्ण योगदान करते हैं।