Os químicos da Ruhr-Universität Bochum desenvolveram um novo método para fixar firmemente os pós do catalisador nas superfícies dos eletrodos. Atualmente, o alto estresse físico induzido em filmes de catalisador por reações de evolução de gás dificulta a aplicação de catalisadores à base de pó. A técnica desenvolvida é potencialmente interessante para a produção de hidrogênio por eletrólise de água. Uma equipe envolvendo a Dra. Corina Andronescu, Stefan Barwe e o Prof Dr Wolfgang Schuhmann, do Center for Electrochemical Sciences, relatam isso na edição internacional do Angewandte Chemie .

"As sínteses de catalisadores muitas vezes visam nanopartículas a fim de atingir uma área de superfície alta, "Wolfgang Schuhmann explica. No entanto, a fixação firme e estável de nanopós em eletrodos ainda permanece um desafio. Existem ligantes de catalisador adequados para eletrodos empregados em meio ácido. Esses ligantes são frequentemente implantados em ambientes alcalinos devido à falta de alternativas adequadas. Contudo, uma grande desvantagem de usar esses materiais ligantes em eletrólitos alcalinos é que eles são intrinsecamente instáveis ​​e eletricamente isolantes, assim, essencialmente impedindo a aplicação de muitos catalisadores em pó altamente ativos e potencialmente interessantes industrialmente.

Polímero transformado em carbono

A equipe de Bochum propõe um novo método para fixação de catalisador em pó compacto em superfícies de metal. Eles utilizaram um polímero orgânico específico, nomeadamente polibenzoxazina, que se transforma em carbono em temperaturas em torno de 500 graus Celsius. O polímero foi aplicado junto com o catalisador em pó na superfície de um eletrodo de níquel e posteriormente aquecido em altas temperaturas. Após o tratamento térmico, o polímero transformado em uma matriz de carbono incorporando as partículas de catalisador em pó.

O diferencial foi a escolha do polímero utilizado. As polibenzoxazinas são altamente estáveis ​​termicamente e apresentam encolhimento próximo de zero em temperaturas mais altas. Na ausência de oxigênio, eles carbonizam dando alto teor de carvão residual.

Fácil de produzir

“Esperamos que o método apresentado também seja aplicável em escala industrial, embora isso ainda esteja para ser validado. Contudo, os procedimentos necessários já estão bem estabelecidos, "Schuhmann diz. Em princípio, é a mesma técnica de pintar a porta de um carro. "Uma mistura de catalisador e polímero pode ser pulverizada na superfície de um eletrodo, que é então transferido para um forno, "diz o cientista. A equipe do Centro de Ciências Eletroquímicas já testou isso em escala de laboratório.