Progresso da pesquisa de eletrocatalisador à base de hidróxido duplo em camadas para divisão de água
Este artigo analisa o progresso da pesquisa de hidróxido duplo em camadas (LDH) com vários tipos de defeitos e suas estratégias de regulação nos últimos anos. Além disso, a relação entre a atividade catalítica, estabilidade, morfologia, estrutura, composição e tipos de defeitos da HDL são sistematicamente discutidas, com o objetivo de aprofundar a compreensão do mecanismo da HDL mediada por defeitos. Finalmente, os principais desafios e oportunidades para o projeto de defeitos em HDL são enfatizados para lançar luz sobre as aplicações futuras. Crédito:Jornal Chinês de Catálise No contexto do esgotamento gradual dos combustíveis fósseis e da crise energética, a energia do hidrogénio tem atraído a atenção generalizada devido à sua densidade energética ultra-elevada e às suas propriedades ecológicas. No entanto, a maior parte da produção de hidrogénio ainda depende de combustíveis fósseis, com menos de 1 milhão de toneladas produzidas como hidrogénio de baixas emissões em 2021, o que significa que tem benefícios limitados na mitigação da crise energética e da degradação ambiental.
Alternativamente, a produção de hidrogénio através da eletrólise da água tem as vantagens de produtos não poluentes, regeneração sustentável e armazenamento abundante de reagentes, tornando-a uma opção atraente para um maior desenvolvimento.
Como a condução da eletrólise da água requer a superação de um sobrepotencial significativo, é essencial usar catalisadores eficientes que possam reduzir o sobrepotencial. Materiais à base de hidróxido duplo em camadas (LDH) são considerados eletrocatalisadores promissores para divisão de água devido às vantagens de estrutura em camadas única, ajuste flexível, alta área de superfície específica e distribuição de elétrons distinta.
No entanto, a baixa condutividade e os sítios ativos limitados dificultam as aplicações industriais de eletrocatalisadores baseados em LDH. A engenharia de defeitos é uma estratégia eficaz para ajustar a microestrutura da superfície local e a estrutura eletrônica, o que pode resolver com eficiência as desvantagens do LDH.
Recentemente, a equipe do Prof. Deli Wang da Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong, China, relatou as recentes estratégias de fabricação de defeitos no LDH e discutiu sistematicamente como os defeitos afetam o comportamento eletrocatalítico do LDH. A revisão foi publicada no Chinese Journal of Catalysis
Para começar, são apresentados o mecanismo fundamental da eletrólise da água e os desafios enfrentados pelo LDH como eletrocatalisador para eletrólise da água. E então, a superioridade da engenharia de defeitos para melhorar o desempenho eletrocatalítico do LDH é apresentada e uma série de estratégias de fabricação de defeitos no LDH são resumidas e discutidas em detalhes.
Posteriormente, a relação entre atividade catalítica, estabilidade, morfologia, estrutura, composição e tipos de defeitos são analisadas e discutidas. Finalmente, são discutidos os desafios e perspectivas da aplicação da engenharia de defeitos no LDH.
Mais informações: Junhao Yang et al, Engenharia de defeitos de eletrocatalisador à base de hidróxido duplo em camadas para divisão de água, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64557-7 Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências
