Químicos do Centro de Ciências Eletroquímicas da Ruhr-Universität Bochum desenvolveram um catalisador com propriedades de autocura. Sob as condições desafiadoras de eletrólise de água para produção de hidrogênio, o material do catalisador se regenera, desde que os componentes necessários para isso estejam presentes na solução eletrolítica. Uma equipe envolvendo Stefan Barwe, O Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann e o Dr. Edgar Ventosa da cadeira de Química Analítica de Bochum relatam isso na revista Angewandte Chemie International Edition . O trabalho decorreu no âmbito do cluster de excelência Resolv.

O hidrogênio é considerado uma fonte de energia do futuro. Contudo, encontrar catalisadores estáveis ​​e eficientes para sintetizá-lo é um desafio. Esta síntese ocorre usando eletrólise de água, com hidrogênio criado em um eletrodo e oxigênio no outro. Os eletrodos são cobertos com uma película de catalisador, que é atacado durante a reação e se torna menos eficaz.

A superfície do catalisador se forma sozinha

Em um estudo de viabilidade, os químicos de Bochum demonstraram uma nova maneira de criar um filme de catalisador altamente estável. Eles adicionaram nanopartículas de catalisador na forma de um pó à solução, que envolve os eletrodos. As partículas bombeadas através das câmaras do eletrodo colidem com a superfície do eletrodo; lá, um filme de partícula se forma com base nas forças de atração eletrostática. Partículas com uma superfície carregada positivamente são depositadas no ânodo e partículas com uma superfície carregada negativamente no cátodo. O filme do catalisador se forma sozinho.

Através do mesmo mecanismo, a superfície do catalisador regenerada durante a reação. Novas nanopartículas da solução movidas para os eletrodos, onde eles refrescaram o filme de catalisador gasto. Este efeito de autocura durou enquanto as partículas de catalisador estavam presentes na solução.

Estável por vários dias

Os pesquisadores trabalharam com eletrodos de níquel. Eles testaram dois pós de catalisador diferentes para os dois eletrodos, um material à base de níquel e outro à base de cobalto. Todos os materiais do catalisador formaram um filme com alguns micrômetros de espessura nos eletrodos, como capturas microscópicas eletrônicas confirmadas. As medições também mostraram que se formaram sistemas funcionais que produziram hidrogênio de maneira estável ao longo de vários dias.

Em estudos posteriores, os químicos agora querem investigar mais de perto a influência da forma e do tamanho das partículas, bem como a influência da solução eletrolítica na eficiência e estabilidade dos catalisadores.