O grupo de pesquisa liderado pelo químico de Leiden, Marc Koper, descobriu um catalisador que minimiza a produção de cloro gasoso durante a eletrólise da água salgada. A invenção pode permitir a produção direta de hidrogênio a partir da água do mar. O artigo foi publicado no Jornal da American Chemical Society .

“Na eletrólise da água salgada, como a água do mar, o objetivo final é produzir hidrogênio no cátodo, "explica o estudante de doutorado Jan Vos, do Instituto de Química de Leiden." O produto formado no ânodo é idealmente oxigênio, porque isso é inofensivo para o meio ambiente. "No entanto, durante a eletrólise da água salgada, o gás cloro tóxico também pode se formar no ânodo. Os pesquisadores já produziram um catalisador que minimiza a formação de gás cloro em favor da formação de oxigênio. Vos explica:"O catalisador consiste em dois óxidos metálicos:óxido de irídio com uma camada de óxido de manganês com apenas uma dúzia de nanômetros de espessura. O irídio é um material que exibe alta atividade catalítica para a formação de gás oxigênio e gás cloro; o óxido de manganês atua como uma espécie de membrana que impede o fornecimento de íons cloreto e suprime a formação do gás cloro. "

A eletrólise da água é uma etapa importante para a produção e utilização do hidrogênio como carreador de energia alternativa. Um ânodo que neutraliza a formação de gás cloro permite a eletrólise da água onde não é necessário primeiro livrar a água do sal dissolvido, cujo processo ainda custa quantias significativas de energia e capital. Isso permitiria a produção direta de hidrogênio a partir da água do mar, aliviando assim as raras reservas de água doce da Terra.

De acordo com Vos, um efeito colateral útil da eletrólise de água salgada é a produção de água doce muito pura. "Se o gás hidrogênio extraído for usado como combustível, por exemplo, em uma célula de combustível de um carro, o hidrogênio reage de volta à água com o gás oxigênio da atmosfera. Dessa maneira, a aplicação em grande escala de eletrólise de água e hidrogênio em células de combustível levará a grandes quantidades deste 'produto residual':água pura. Em um futuro onde a escassez de água se tornará um problema cada vez mais agudo, isso certamente não seria indesejável. "

A pesquisa lança uma nova luz sobre uma questão da química que vem ocorrendo há décadas. "Originalmente, não tínhamos ideia de por que os materiais à base de óxido de manganês tinham uma seletividade tão alta em relação ao oxigênio. Presumimos que era uma propriedade puramente catalítica do material, mas possíveis efeitos das barreiras de difusão:o bloqueio seletivo do transporte de íons cloreto ... Isso nem me ocorreu! Na verdade, é muito básico, solução eficaz para um problema muito complexo. Isso mudou radicalmente nossa direção de pesquisa. "

A descoberta tem implicações para a seletividade na eletrólise. A seletividade é um critério importante para o bom funcionamento de um conversor catalítico. Em muitos processos (eletro) químicos, é possível formar diferentes produtos durante uma reação, mas espera-se que apenas o produto necessário seja formado. A maneira de influenciar a seletividade é geralmente selecionar o catalisador com muita precisão e ajustá-lo, mas isso leva muito tempo e dinheiro. Além disso, nem sempre é possível combinar alta seletividade com alta atividade, outra característica importante.

De acordo com Vos, a pesquisa se encaixa perfeitamente em um emergente, tendência alternativa em eletrocatálise:o uso de certos revestimentos para melhorar um catalisador. "Essa camada evita que reagentes indesejados atinjam o catalisador. Isso permite que um material catalítico ativo, mas não seletivo, seja tornado seletivo de uma maneira alternativa."