水安定性の柱状三次元Zn–Vバイメタル有機フレームワークによる促進された電気触媒尿素酸化

尿素酸化反応（UOR）は、尿素を豊富に含む廃水を水素製造のエネルギー源として使用する可能性のあるルートの1つです。金属有機フレームワーク（MOFs）は電気触媒プロセスにおいて有望な応用が期待されていますが、MOFsの分子調節を特定し、実用的な触媒システムを得るにはまだ課題があります。本研究では、線状N-供与体ピペラジン（Hprz）、剛直な平面のイミダゾール-4,5-ジカルボキシレート（IDC3–）、および−OH配位子を介して接続された3つの対称独立Zn(II)カチオンからなるZn6(IDC)4(OH)2(Hprz)2n（Zn-MOF）を合成することを目指し、3,4T1トポロジーを明らかにしました。最適化された貴金属を含まないZn0.33V0.66-MOF/NF電気触媒は、親Zn単金属MOF/NF電極や他の異なるZn–Vモル比を持つ二金属MOFsと比較して、より高い堅牢性と性能を示します。開発されたZn0.33V0.66-MOF電極によって要求される1.0 M KOH中での50 mA cm–2のときの1.42 V（RHEに対して）の低い電位は、そのUORへの応用をより実現可能にします。合成された電気触媒の特異な構成は、より多くの露出した活性サイト、イオン拡散経路、および高い導電性をもたらし、非常に安定で相乗効果を発揮できるため、所望の反応を強化します。本研究は、尿素を豊富に含む廃水を分解し、水素を生成するための実用的でコスト効果の高い持続可能な解決策を紹介することに寄与しています。