NiO–MoS2 ที่ได้จากเจลสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดพิมพ์สกรีนแบบสองฟังก์ชันที่ปรับขนาดได้สำหรับการแยกน้ำโดยรวม

การผลิตอิเล็กโทรดแบบยืดหยุ่นและสามารถตั้งได้ด้วยตัวเองมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะในการแปลงและกักเก็บพลังงาน วิธีการผลิตอิเล็กโทรดแบบดั้งเดิมมักเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ซับซ้อน มีการสูญเสียวัสดุสูง และขยายขนาดได้จำกัด ในขณะที่เทคนิคการพิมพ์สกรีนสามารถลดต้นทุน ทำซ้ำได้ และขยายการผลิตได้ง่าย สำหรับการสร้างอิเล็กโทรดสมรรถนะสูงที่มีการเคลือบผิวอย่างสม่ำเสมอ

การศึกษานี้นำเสนอแนวทางการพิมพ์สกรีนที่หลากหลายสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดผ้าคาร์บอน (carbon cloth, CC) แบบยืดหยุ่น โดยใช้หมึก NiO–MoS₂ ที่ได้จากกระบวนการ solvothermal อิเล็กโทรด CC ที่ได้จากการพิมพ์สกรีนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับปฏิกิริยาการเกิดแก๊สไฮโดรเจน (HER), การเกิดออกซิเจน (OER) และการแยกน้ำโดยรวมในสภาวะด่าง

อิเล็กโทรด CC ที่พิมพ์สกรีนด้วย NiO–MoS₂ แสดงสมรรถนะทางไฟฟ้าเคมีที่ยอดเยี่ยม โดยมีโอเวอร์โพเทนเชียล (η10) สำหรับ OER เท่ากับ 382 mV เทียบกับ RHE และมีความชัน Tafel เท่ากับ 75 mV/dec สำหรับ HER มีโอเวอร์โพเทนเชียล (η10) เท่ากับ −159 mV เทียบกับ RHE และความชัน Tafel เท่ากับ 116 mV/dec

เพื่อแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชัน อิเล็กโทรด NiO–MoS₂ ที่พิมพ์สกรีนบน CC ถูกนำไปประกอบในอุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์สำหรับแยกน้ำ โดยต้องใช้แรงดันเซลล์เพียง 1.79 V เพื่อให้ได้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 10 mA/cm² และแสดงความทนทานในการทำงานอย่างโดดเด่น

ความแข็งแรงและความสมบูรณ์ของโครงสร้างของอิเล็กโทรดที่พัฒนาขึ้นได้รับการยืนยันจากการวิเคราะห์หลังการใช้งาน ซึ่งเน้นถึงศักยภาพของแนวทางที่นำเสนอในงานนี้สำหรับการผลิตอิเล็กโทรดประสิทธิภาพสูงในระดับอุตสาหกรรมสำหรับการใช้งานในการแยกน้ำ