p Pesquisadores em todo o mundo estão trabalhando ativamente para acelerar o desenvolvimento de novos catalisadores que podem reduzir significativamente o custo de produção de hidrogênio. Uma série de catalisadores inovadores foram relatados, no entanto, seu desempenho esperado é frequentemente desconhecido antes da implementação, e, portanto, mais pesquisas são necessárias para o uso prático. Um estudo recente, UNIST afiliado, introduziu um novo catalisador altamente eficiente para geração de hidrogênio e seu desempenho catalítico esperado também foi demonstrado. p O professor Jong-Beom Baek e sua equipe de pesquisa na Escola de Engenharia de Energia e Química da UNIST desenvolveram com sucesso um novo catalisador de hidrogênio divisor de água, que consiste em nanopartículas de rutênio (Ru) uniformemente distribuídas e ancoradas na superfície de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs), ou (Ru @ MWCNT). A equipe de pesquisa também avaliou o desempenho catalítico do Ru @ MWCNT. Os resultados indicaram que o catalisador Ru @ MWCNT é superior em muitos aspectos aos catalisadores Pt / C comerciais. Os novos catalisadores são simples de sintetizar e podem ser produzidos em massa, de acordo com a equipe de pesquisa.

p "Além de introduzir catalisadores altamente eficientes e estáveis ​​que superam as características dos materiais existentes, este estudo tem como objetivo avaliar o desempenho catalítico de eletrodos catalisadores, que é uma parte essencial da comercialização, "diz o professor Baek.

p O hidrogênio é o elemento mais abundante, que representa 75% do universo, e tem sido considerada uma fonte de energia eficiente e amiga do ambiente para o futuro. Atualmente, a maior parte do hidrogênio é produzida a partir de combustíveis fósseis, como o gás natural e isso muitas vezes libera dióxido de carbono (CO ₂ ) emissões no processo. Como uma alternativa, o processo de usar eletricidade para dividir a água em hidrogênio e oxigênio foi sugerido, mas isso requer o uso de catalisadores caros, como a platina.

p Portanto, A equipe do professor Baek tem desenvolvido catalisadores que não são apenas superiores em desempenho aos catalisadores de platina tradicionais, mas têm custos de produção mais baixos. O catalisador Ru @ MWCNT exibe propriedades eletroquímicas superiores sobre os catalisadores metal-orgânicos anunciados anteriormente. O catalisador demonstra excelente desempenho de HER com baixos sobrepotenciais (ver Figura 1), durabilidade excepcional e altas frequências de rotação em condições ácidas e alcalinas.

p Os catalisadores Ru @ MWCNT assumem a estrutura, em que nanopartículas de rutênio (Ru) são uniformemente distribuídas e ancoradas na superfície de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs). Graças à distribuição de tamanho de partícula menor e uniformidade de partícula, exibe excelente desempenho de ELA e, por isso, um processo de fabricação também foi desenvolvido.

p "O método existente de combinar Ru e CNTs, há uma tendência para que as partículas de Ru se unam e aumentem constantemente o tamanho do aglomerado durante o tratamento térmico, "diz Do Hyung Kweon (Mestrado / Doutorado Combinado de Energia e Engenharia Química, UNIST), o primeiro autor do estudo. "Suprimimos essa aglomeração de partículas por meio da introdução de 'Sal de Ru' e '-COOH' e isso permitiu a distribuição uniforme de nanopartículas de Ru na superfície do MWCNT."

p A fim de determinar com precisão o desempenho do novo catalisador, O professor Baek conduziu a avaliação de desempenho de HER na construção e análise do sistema de divisão de água real, além da medição de superpotencial existente. Seus resultados mostram que Ru @ MWCNT produz 15,4% mais hidrogênio por consumo de energia do que o Pt / C comercial e a eficiência Faradaica (92,28%) é maior do que Pt / C (85,97%).

p "Estudos anteriores sobre catalisadores de hidrogênio se concentram na avaliação do desempenho catalítico em si, e eles eram inadequados para lidar com a construção e análise do sistema de divisão de água real, "diz o professor Baek." Este estudo é significativo, pois pode prever a aplicabilidade real de HER. "

p Os resultados desta pesquisa foram publicados em Nature Communications .