Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wang Junqiang no Instituto Ningbo de Tecnologia e Engenharia de Materiais (NIMTE) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu uma estratégia combinatória de alto rendimento para selecionar catalisadores superiores para a reação de evolução do hidrogênio (HER). O trabalho de pesquisa foi publicado em ACS Catalysis .
Graças às excelentes características de baixo custo, alta atividade catalítica e boa durabilidade, catalisadores à base de múltiplos metais não nobres, como ligas de níquel (Ni) e cobalto (Co), têm atraído cada vez mais atenção em todo o mundo na área de pesquisa de HER ou reação de evolução de oxigênio (OER). No entanto, devido ao vasto espaço composicional de ligas multicomponentes que requer um trabalho considerável na fabricação de catalisadores e teste de desempenho, continua sendo um desafio identificar o catalisador ideal para HER tanto computacionalmente quanto experimentalmente.

Com base em estudos anteriores, pesquisadores do NIMTE selecionaram os elementos não nobres Ni e Co como componentes de liga dominantes com titânio (Ti) como elemento de liga adicional, adaptando assim a evolução do hidrogênio. Através da deposição de magnetron co-sputtering, os pesquisadores sintetizaram a biblioteca de filmes ternária Ni-Co-Ti.

Os pesquisadores propuseram o método de triagem de bolhas de alto rendimento para identificar as ligas multicomponentes superiores empregadas como catalisadores HER de alto desempenho. A eficiência geral da triagem foi melhorada em mais de 10.000 vezes em comparação com os métodos tradicionais de tentativa e erro, demorados e trabalhosos.

Além disso, foi realizada a análise eletroquímica paralela, indicando que entre o diagrama de fase ampla com 39% 56,5 Co₃₅ Ti_8,5 liga possui o desempenho catalítico ideal.

Além disso, eles investigaram o mecanismo subjacente e descobriram que a baixa densidade de empacotamento atômico e a baixa energia de ligação de elétrons contribuem para a alta atividade catalítica em HER.

A estratégia combinatória de alto rendimento proposta neste estudo mostrou grande potencial para ser estendida à exploração de catalisadores em sistemas de ligas de maior composição e até mesmo para REAs. + Explorar mais

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