งานสังเคราะห์ MgZnFe-LDH ร่วม BDC-MOF หรือ 1,2,4-triazole แบบ one-pot พบว่า LDH/triazole สร้างโครงข่ายพรุน ลดการซ้อนแผ่น และให้ current density สำหรับ urea oxidation สูงสุด 202 mA/cm² ที่ยูเรีย 1.0 M พร้อม onset 0.41 V และคง 94% หลัง 100 รอบ ผลเป็นการทดสอบ electrode ในสารละลายด่าง ยังไม่ใช่เซลล์เชื้อเพลิงยูเรียเต็มระบบ
ข้อค้นพบสำคัญ
- ขนาดรูพรุนเพิ่มจาก 6.7 nm ใน LDH เป็น 34.5 nm ใน LDH/TZ Current density ของ LDH/TZ ที่ยูเรีย 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 และ 1.0 M เท่ากับ 106, 132, 166, 180 และ 202 mA/cm² onset 0.41 V ต่ำกว่า LDH/MOF 0.49 และ LDH 0.56 V มี double-layer capacitance 9.7 μF/cm², ECSA 0.24 cm², resistance 2.9 Ω กระแสคงราว 73 mA/cm² หลัง 3,600 วินาทีและเหลือ 94% หลัง 100 รอบ
ทำไมจึงมีความสำคัญระดับโลก
การออกซิไดซ์ยูเรียอาจผลิตพลังงานหรือไฮโดรเจนควบคู่การบำบัดของเสียไนโตรเจน ตัวเร่งราคาต่ำที่ลดแรงดันเริ่มต้นมีศักยภาพ แต่ต้องวัดผลิตภัณฑ์ไนโตรเจน ประสิทธิภาพพลังงาน และความทนต่อสิ่งเจือปนเพื่อหลีกเลี่ยงการย้ายมลพิษ
บทบาทของนักวิจัยไทย
ผู้เขียนหนึ่งรายมีสังกัดร่วมภาควิชาเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยกับ Beni-Suef University จึงเป็นบทบาทไทยผ่านความร่วมมือวัสดุเร่งปฏิกิริยานานาชาติ ไม่ใช่โครงการที่ทีมทั้งหมดอยู่ในไทย
ข้อจำกัดที่ควรรู้
ทดสอบใน KOH 1 M และยูเรียสูงถึง 1 M ซึ่งต่างจากน้ำเสียจริง เสถียรภาพ 3,600 วินาที/100 รอบสั้น ไม่รายงาน Faradaic efficiency ผลิตภัณฑ์ไนโตรเจน energy balance หรือการชะโลหะ Current density ต้องเทียบแบบ normalized ต่อ mass/ECSA และกับ benchmark ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน