p A produção de hidrogênio eletrolítico movida a energia renovável é vista como um meio ambientalmente correto para melhorar o clima global e os problemas de energia. No jornal Angewandte Chemie , uma equipe de pesquisa agora introduziu um material novo e barato para eletrodos que podem fornecer alta eficiência, produção de hidrogênio com economia de energia:poroso, CoNi fosforizado ₂ S ₄ nanoesferas de casca de gema. p As duas meias reações da eletrólise da água - evolução do hidrogênio e do oxigênio - infelizmente são lentas e requerem muita energia. Eletrodos cataliticamente eficazes, particularmente aqueles baseados em metais preciosos, pode acelerar os processos eletroquímicos e melhorar sua eficiência energética. Contudo, seu uso em larga escala é impedido por altos custos, abundância limitada, e baixa estabilidade. Alternativas baseadas em abundante, metais baratos geralmente não funcionam satisfatoriamente para ambas as meias-reações.

p Uma equipe liderada por Shuyan Gao (Henan Normal University, China) e Xiong Wen (David) Lou (Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura) agora desenvolveu um romance, barato, Material de eletrodo multifuncional baseado em cobalto (Co) e níquel (Ni) para uma produção eletrocatalítica eficiente de hidrogênio. Para fazer o material, nanoesferas feitas de cobalto-níquel-glicerato são submetidas a sulfetação hidrotérmica combinada e fosforização em fase gasosa. Isso forma objetos chamados nanopartículas de casca de gema feitas de sulfeto de cobalto-níquel dopado com fósforo (P-CoNi ₂ S ₄ ) Essas são esferas minúsculas com um núcleo compacto e uma casca porosa com um espaço no meio - muito parecido com um ovo cuja gema é cercada pela clara do ovo e, portanto, não toca a casca.

p Dopagem com fósforo aumenta a proporção de Ni ³⁺ em relação ao Ni ²⁺ nas partículas ocas e permite uma transferência de carga mais rápida, fazendo com que as reações eletrocatalíticas sejam mais rápidas. O material pode ser usado como ânodo ou cátodo, e demonstra alta atividade e estabilidade na produção de hidrogênio e oxigênio na eletrólise da água.

p Para reduzir a tensão geral da célula de eletrólise, conceitos de eletrólise híbrida também estão sendo pesquisados. Por exemplo, em vez de ser acoplado à produção de oxigênio, a produção de hidrogênio pode ser acoplada à oxidação da ureia, que requer muito menos energia. As fontes de ureia podem incluir fluxos de resíduos de sínteses industriais, bem como esgoto sanitário. As novas nanopartículas também são muito úteis para essa meia reação.

p Tanto a eletrólise de água quanto de ureia requerem voltagem de célula comparativamente baixa (1,544 V ou 1,402 V, respectivamente, a 10 mA cm ^-2 mais de 100 horas). Isso torna as novas partículas bimetálicas de casca de gema superiores aos mais conhecidos eletrocatalisadores à base de sulfeto de níquel e até mesmo de metais preciosos. Eles apresentam uma abordagem promissora para a produção eletroquímica de hidrogênio, bem como para o tratamento de águas residuais contendo ureia.