Uma colaboração internacional entre pesquisadores na Espanha e na Escócia resultou em uma nova abordagem para melhorar os catalisadores necessários para realizar a reação de evolução do hidrogênio (HER). A reação, em que a água é transformada em hidrogênio e oxigênio, é uma alternativa promissora para a dependência da humanidade de combustíveis fósseis para satisfazer as necessidades de energia.

Os resultados, publicado em Nature Communications , demonstrar que catalisadores HER moleculares podem funcionar de maneira eficiente, destacando a importância fundamental de compreender as interações catalisador-água subjacentes e o equilíbrio fino de vários parâmetros que afetam a evolução do hidrogênio.

Carles Bo, líder do grupo no Instituto de Pesquisa Química da Catalunha (ICIQ), é um dos principais autores do artigo. Ele disse:"Estamos tentando encontrar catalisadores mais baratos do que os de metal nobre usados ​​agora, para viabilizar economicamente a produção de hidrogênio a partir da água.

"Essas descobertas irão acelerar o desenvolvimento de uma economia baseada no hidrogênio."

A combinação de abordagens teóricas e experimentais permitiu aos cientistas obter alguns insights mecanicistas sobre a Reação de Evolução do Hidrogênio e explorar como funcionam os novos catalisadores.

Dr. Haralampos Miras, conferencista sênior da Escola de Química da Universidade de Glasgow, disse:"Estamos interessados ​​em fazer moléculas projetadas para enfrentar tarefas desafiadoras, como a evolução do hidrogênio a partir da água e entender como essas moléculas funcionam."

MoS ₂ é um material promissor para a geração eletrocatalítica de hidrogênio a partir da água. Contudo, ajustar o material 2-D para uma interação catalisador-água eficiente não é uma questão trivial. Aqui, os cientistas usaram o MoS2 como ponto de partida para projetar análogos moleculares que imitam seus sítios cataliticamente ativos, ao mesmo tempo que expõem um grande número deles.

A família de catalisadores moleculares descritos no artigo foram projetados usando abordagens modulares que garantem uma interação eficiente entre os sítios catalíticos e as moléculas de água - evitando metais nobres caros. O fato de a síntese dos novos catalisadores ser realizada ao ar livre e em um processo simples de duas etapas, sugere o potencial das abordagens para escalabilidade e sua viabilidade econômica para competir com os catalisadores à base de platina de última geração.

O resultado da Química de Polioxometalato de Ação COST financiada pela UE para Nanociência Molecular (PoCheMoN), os cientistas trabalharam juntos por vários anos para desenvolver a abordagem revelada no artigo.

O Dr. Miras acrescentou:"Torna-se aparente até para os membros mais céticos de figuras públicas e políticas que o esgotamento das reservas de combustíveis fósseis e as consequências ambientais sem precedentes que já estamos experimentando, requerem ações urgentes e decisivas. Nosso trabalho é parte de um esforço mundial em direção a uma economia baseada no hidrogênio. Antecipamos que essas descobertas sejam um ponto de partida para uma maior exploração dos sistemas catalíticos moleculares e inspirem outros em um esforço para lidar com questões científicas desafiadoras. "