Nosso consumo excessivo de combustíveis fósseis é responsável por alguns dos principais desafios sociais que enfrentamos, desde as mudanças climáticas até a poluição. O hidrogênio é considerado uma alternativa verde aos combustíveis fósseis, e a eletrólise da água alcalina está se mostrando uma tecnologia atraente para a comercialização em larga escala da produção de hidrogênio.
No entanto, as atuais aplicações industriais de separação eletrocatalítica de água são limitadas pelo alto sobrepotencial da reação de evolução de oxigênio (OER); uma importante reação eletroquímica no processo. Isso é especialmente verdadeiro ao operar em altas densidades de corrente elétrica (500-1000 mA cm ^-2 ). Em um estudo publicado em Green Energy &Environment , um grupo de pesquisadores da China descrevem um processo que desenvolveram para enfrentar esse desafio.

O Prof. Yunfei Bu, da Universidade Chinesa de Ciência e Tecnologia da Informação de Nanjing, liderou a pesquisa. Ele explica que "como o REA envolve quatro etapas complexas de transferência de coordenação próton-elétron em meio alcalino, o nível de transferência próton/elétron que você pode alcançar é limitado. os aceptores de prótons ao nível molecular e os integra em todo o catalisador."

Yaobin Wang, Ph.D. estudante da mesma universidade, surgiu com o novo método e, de acordo com o co-autor Dr. Feng Li, professor da Universidade Fudan da China, a razão pela qual funciona tão bem é que o "design de nível molecular aumenta a conexão direta entre o receptor de prótons de superfície e o transportador, e resolve os problemas existentes em torno de um longo caminho de transferência, interface limitada e contato solto. Isso resulta em melhor cinética de transferência de prótons sob alta corrente."

O estudo também avaliou o desempenho da eletrólise da água do catalisador em condições práticas, utilizando um conjunto de eletrodos de membrana. Segundo os pesquisadores, o eletrolisador pode atingir uma alta densidade de corrente de 500 mA cm ^-2 ou até 1000 mA cm ^-2 em baixo sobrepotencial, e o Faraday geral está próximo de 96%.

O Prof. Bu conclui que "esta nova estratégia mostra grandes perspectivas de aplicação em dispositivos práticos de eletrólise de água e aplicações industriais de alta corrente. Além disso, essa modificação funcional no nível molecular tem potencial para ser estendida a mais campos catalíticos". + Explorar mais

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