p Um estudo recente, afiliado ao Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) da Coréia do Sul, revelou uma nova técnica que dá um rendimento de produção de hidrogênio aprimorado em cinco vezes por meio da deposição de superaerophobichydrogels altamente porosos em uma superfície de eletrodo desejada. p As gotas de água caindo nas folhas de lótus ricocheteiam facilmente em vez de ficarem parcialmente presas na superfície. Isso ocorre devido à distribuição irregular de microbumps nas folhas, que tem a propriedade de repelir a água. Pegando dicas das folhas de lótus, foi desenvolvida uma técnica que melhora significativamente a eficiência da produção de hidrogênio por meio do aprimoramento das superfícies dos eletrodos.

p Uma equipe de pesquisa, liderado conjuntamente pelo Professor Jungki Ryu e Professor Dongwoog Lee na Escola de Energia e Engenharia Química, revelou uma nova técnica que dá um rendimento de produção de hidrogênio aprimorado em cinco vezes por meio da deposição de superaerophobichydrogels altamente porosos em uma superfície de eletrodo desejada. Isso tem atraído muita atenção, pois aumenta significativamente a eficiência da produção de hidrogênio sem a necessidade de desenvolver novos catalisadores.

p Quando uma bebida gaseificada é derramada em um copo, o CO ₂ o gás que é dissolvido na bebida forma pequenas bolhas que aderem à superfície interna do vidro. Embora essas bolhas não importem ao beber bebidas, eles podem afetar adversamente muitos sistemas eletroquímicos. De fato, em células eletrolíticas, as bolhas formadas na superfície dos eletrodos reduzem a eficiência da reação, o que leva a perdas de energia. Portanto, é importante remover as bolhas que aderem à superfície do eletrodo.

p Para resolver esses problemas, a equipe de pesquisa relatou uma estratégia simples para a realização de eletrodos superaerofóbicos por meio da deposição de hidrogéis em uma superfície de eletrodo desejada. O hidrogel é uma classe versátil de polímeros reticulados que tem a capacidade de absorver e reter uma grande quantidade de água e soluções aquosas. Além do mais, depositar hidrogéis como revestimentos em superfícies sólidas pode servir como uma remoção eficiente de bolhas de gás.

p No estudo, a equipe de pesquisa mediu o desempenho dos eletrodos de reações de evolução de gás (por exemplo, HER) com base na deposição de hidrogéis superaerofóbicos em uma superfície alvo. Usando hidrogéis virais M13 como sistema modelo, eles descobriram que a estrutura porosa 3-D do hidrogel viral pode conferir superaerofobicidade ao substrato subjacente, eliminando assim facilmente as bolhas de gás. Além disso, O desempenho de HER foi substancialmente melhorado como resultado da separação de sítios cataliticamente ativos e superaerofóbicos.

p "Como os polímeros não podem servir como catalisadores que aceleram a reação química e não conduzem eletricidade, espera-se que eles reduzam a eficiência da eletrólise da água, "diz o professor Ryu." Por causa disso, nunca foi usado para eletrodos, mas fomos capazes de resolver as deficiências do método de eletrólise por meio da deposição de hidrogéis em uma superfície de eletrodo desejada. "

p Seu trabalho atraiu a atenção de muitos pesquisadores, como uma nova tecnologia para conferir propriedades repelentes de bolhas (a chamada superaerofobicidade) por meio da deposição de hidrogéis superaerofóbicos em uma superfície sólida. Embora os pesquisadores tenham tentado conferir superaerofobicidade aos eletrodos, controlando as microestruturas de superfícies sólidas, abordagens convencionais têm limitações, como são materiais específicos, difícil de escalar, possivelmente prejudicial à atividade catalítica e estabilidade dos eletrodos, e incompatível com aplicações fotoeletroquímicas. O novo método pode ser aplicado a qualquer material sólido, e, portanto, têm uma ampla gama de aplicações, uma vez que requer apenas a deposição de hidrogéis em uma superfície de eletrodo desejada. Além disso, sua abordagem também poderia ser aplicada com sucesso a fotoeletrodos devido à transparência do hidrogel; por contraste, abordagens convencionais, que dependem da nano e microfabricação de eletrodos, têm menor transparência.

p "Este é o primeiro estudo a realizar propriedades repelentes de bolhas (chamadas de superaerofobicidade) na superfície de vários sólidos por meio da deposição de hidrogéis em uma superfície de eletrodo desejada, "diz o professor Lee." Este estudo pode fornecer uma visão sobre um método simples para o projeto e fabricação de dispositivos eficientes de conversão de energia e energia solar em gás. "