ऐसे युग में जहां टिकाऊ ऊर्जा स्रोतों की खोज सर्वोपरि हो गई है, शोधकर्ता ईंधन उत्पादन प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए अथक प्रयास कर रहे हैं।रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में और इसके विपरीत परिवर्तित करने में सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों में से एक इलेक्ट्रोकैटलिसिस है, जिसका उपयोग पहले से ही विभिन्न हरित-ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में किया जाता है।

इलेक्ट्रोकैटलिसिस की गति तेज हो जाती हैविद्युतरासायनिक प्रतिक्रियाएँउत्प्रेरकों के उपयोग के माध्यम से - ऐसे पदार्थ जो स्वयं उपभोग किए बिना प्रतिक्रिया दर बढ़ाते हैं।इलेक्ट्रोकैटलिसिस जैसे उपकरणों में मौलिक हैईंधनसेल और इलेक्ट्रोलाइज़र, जहां यह क्रमशः हाइड्रोजन और ऑक्सीजन जैसे ईंधन को बिजली में, या पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में कुशल रूपांतरित करने में सक्षम बनाता है, जिससे स्वच्छ ऊर्जा का एक चक्र सुविधाजनक हो जाता है।

लेकिन समस्या दक्षता की है.पारंपरिक इलेक्ट्रोकैटलिसिस विधियां अक्सर उत्प्रेरक की सतह तक अभिकारकों के परिवहन को अधिकतम करने में विफल रहती हैं, जो ऊर्जा रूपांतरण में एक महत्वपूर्ण कदम है।इससे प्रतिक्रिया की समग्र दक्षता कम हो जाती है, और स्वच्छ ऊर्जा समाधानों की दिशा में हमारी प्रगति धीमी हो जाती है।

अब, ईपीएफएल में मैगली लिंगेनफेल्डर के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने स्वच्छ ईंधन उत्पादन की दक्षता बढ़ाने वाली मूलभूत प्रक्रियाओं को ट्रैक करने के लिए एक नया दृष्टिकोण विकसित किया है।में प्रकाशितप्रकृति संचार, दकामचुंबकीय क्षेत्र और इलेक्ट्रोकैटलिसिस के आशाजनक प्रतिच्छेदन पर ध्यान केंद्रित किया गया है, जो अधिक कुशल और पर्यावरण के अनुकूल ईंधन उत्पादन प्रौद्योगिकियों के लिए मार्ग प्रदान करता है।

अध्ययन से पता चला है कि उत्प्रेरकों को चुंबकीय क्षेत्र से घेरने से लोरेंत्ज़ बल बनता है - वे बल जो चुंबकीय क्षेत्र गतिशील विद्युत आवेशों पर लगाते हैं।ये बदले में घूमने वाली गतियों को प्रेरित करते हैं जो उत्प्रेरक सतह पर अभिकारकों और उत्पादों की गति को बढ़ाते हैं, जिससे अधिक सुसंगत और तीव्र प्रतिक्रिया सुनिश्चित होती है, लेकिन अभिकारकों की कमी से उत्पन्न सीमाओं पर भी काबू पाया जाता है, जो ऑक्सीजन कटौती प्रतिक्रिया (ओआरआर) जैसी प्रतिक्रियाओं में एक आम बाधा है।ईंधन कोशिकाओं के लिए महत्वपूर्ण।

यह सब करने के लिए, शोधकर्ताओं को एक उन्नत मैग्नेटो-इलेक्ट्रोकेमिकल सेटअप का उपयोग करके, चुंबकीय क्षेत्र के तहत वास्तविक समय में आयनों की गति को देखने के लिए एक उपकरण बनाना पड़ा।वास्तविक परिष्कृत सेटअप के लिए, लिंगेनफेल्डर ने अपने कार्यालय के पड़ोसी और स्पिंट्रोनिक्स विशेषज्ञ, प्रोफेसर जीन-फिलिप एंसरमेट की ओर रुख किया, जिन्होंने इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में स्पिन प्रभावों का भी अध्ययन किया था।

वह कहती हैं, "हमने हरित ऊर्जा के लिए प्रमुख इलेक्ट्रोकैटलिटिक प्रतिक्रियाओं पर चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव को मापने के लिए जीन-फिलिप के इलेक्ट्रोमैग्नेट को अनुकूलित किया।""प्रिसिला और युनचांग [अध्ययन के पहले लेखक] द्वारा विकसित एक रचनात्मक चाल का उपयोग करके, हम सीटू में ट्रैक करने में सक्षम थे कि आयन इलेक्ट्रोलाइट में कैसे चलते हैंचुंबकीय क्षेत्रऔर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तरीके से इलेक्ट्रोकैटलिसिस को बढ़ावा देने के लिए चुंबकीय क्षेत्र को कैसे लागू किया जाए, इस पर एक ठोस आधार प्रदान करना।"गैर-चुंबकीय इलेक्ट्रोडों पर चुंबकीय क्षेत्र लागू करके और प्रतिक्रियाओं की निगरानी करके, वैज्ञानिक विभिन्न प्रभावों को कम करने और यह देखने में सक्षम थे कि चुंबकीय बल कैसे उत्प्रेरक के चारों ओर अभिकारकों की गति को बढ़ा सकते हैं और बढ़ा सकते हैं।

यह प्रक्रिया, लघु भँवर बनाने के समान, हरित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं की दक्षता में काफी सुधार करती है, जो टिकाऊ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने के लिए एक आशाजनक अवसर प्रदान करती है।

क्या नई पद्धति व्यावहारिक है?अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने गैर-चुंबकीय इंटरफेस पर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रेरित ऑक्सीजन कमी प्रतिक्रिया के लिए गतिविधि में 50% से अधिक की वृद्धि दिखाई है।यह दक्षता में पर्याप्त उछाल का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि टीम को गैस उत्पादों या हाइड्रोजन और ऑक्सीजन जैसे अभिकारकों से जुड़े विभिन्न इलेक्ट्रोकैटलिटिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ाने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों के लिए आवश्यक तंत्र और स्थितियों का प्रदर्शन करके क्षेत्र में कई बुनियादी विवादों को हल करने की अनुमति मिलती है।

अध्ययन इलेक्ट्रोकैटलिसिस की दक्षता में सुधार के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करने का तरीका बताता है जो हमें अधिक प्रभावी टिकाऊ ईंधन उत्पादन की ओर प्रेरित कर सकता है।यह ऊर्जा रूपांतरण प्रौद्योगिकियों में क्रांति ला सकता है, ईंधन कोशिकाओं को अधिक व्यापक रूप से अपनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन वाहनों में, और स्वच्छ ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन का उत्पादन बढ़ा सकता है, साथ ही ग्रह के जलवायु परिवर्तन पर हमारी ऊर्जा खपत के प्रभाव को भी कम कर सकता है।