Pesquisadores da Ruhr University Bochum (RUB) e da University of Warwick puderam observar os menores detalhes da produção de hidrogênio com o mineral sintético pentlandita. Isso possibilita o desenvolvimento de estratégias para o projeto de catalisadores robustos e econômicos para a produção de hidrogênio. Os grupos de trabalho do Prof. Wolfgang Schuhmann e do Dr. Ulf-Peter Apfel do RUB e a equipe chefiada pelo Prof. Patrick R. Unwin da Universidade de Warwick publicaram seus resultados na revista Angewandte Chemie .

O gás hidrogênio é considerado uma possível futura fonte de energia e pode ser produzido a partir da água usando catalisadores de platina e eletricidade. Contudo, os pesquisadores buscam catalisadores alternativos feitos de materiais mais baratos e mais facilmente disponíveis com eficiência igualmente alta. Existem vários materiais que, como platina, são capazes de catalisar a reação da água em hidrogênio. "Isso inclui calcogenetos metálicos, como o mineral pentlandita, que é tão eficiente quanto a platina e também é significativamente mais estável em relação a venenos de catalisador, como enxofre, "explica Ulf-Peter Apfel. Pentlandita consiste em ferro, níquel e enxofre. Sua estrutura é semelhante à dos centros catalíticos de enzimas produtoras de hidrogênio encontradas em uma variedade de fontes, incluindo algas verdes.

No estudo atual, os pesquisadores investigaram as taxas de produção de hidrogênio de superfícies cristalinas artificialmente preparadas do mineral pentlandita em uma gota de líquido com um diâmetro de algumas centenas de nanômetros. Eles usaram microscopia eletroquímica de células de varredura para este propósito.

Isso lhes permitiu esclarecer como a estrutura e a composição do material influenciam as propriedades eletrocatalíticas do sulfeto de ferro-níquel. Mesmo as menores mudanças na relação entre o ferro e o níquel, variando as condições de síntese ou o envelhecimento do material, mudaram consideravelmente a atividade na formação eletroquímica do hidrogênio. "Com essas descobertas, agora podemos continuar a trabalhar e desenvolver estratégias para melhorar muitos catalisadores mais robustos e baratos, "diz Ulf-Peter Apfel.

Os pesquisadores também mostraram que a microscopia eletroquímica de varredura celular torna possível vincular informações sobre a estrutura, composição e atividade eletroquímica dos materiais de uma maneira espacialmente resolvida. O método, portanto, torna possível projetar catalisadores especificamente e produzir materiais altamente ativos dessa forma. "No futuro, este método irá, portanto, desempenhar um papel importante na busca de eletrocataliticamente ativo, catalisadores heterogêneos, "diz Wolfgang Schuhmann.