O hidrogénio é amplamente reconhecido como uma fonte de energia limpa promissora, principalmente devido à sua elevada densidade energética e à ausência de emissões de carbono durante a sua utilização. Esta característica faz do hidrogénio um candidato ideal para responder à crescente procura energética e mitigar o impacto ambiental associado à utilização excessiva de combustíveis fósseis não renováveis ​​nas últimas décadas.



Para aproveitar a energia renovável de fontes como a energia solar, eólica e das marés, uma estratégia convincente envolve a conversão desta energia volátil em hidrogénio. Esta abordagem não só ajuda a colmatar a lacuna na procura de energia, mas também contribui para a sustentabilidade global da sociedade humana.

Atualmente, a divisão global da água (OWS) é considerada um método viável para a produção de hidrogênio. OWS, alimentado por energia renovável, facilita a geração de hidrogênio através da reação de evolução do hidrogênio (HER) no cátodo.

No entanto, a eficiência farádica da produção de hidrogênio é impedida pela reação anódica de evolução do oxigênio (REA), que é caracterizada por uma cinética lenta e alto potencial termodinâmico.

Consequentemente, existe uma necessidade urgente de desenvolvimento de eletrocatalisadores avançados para REA ou outras reações de oxidação com cinética rápida e baixos potenciais termodinâmicos.

Uma abordagem alternativa que está ganhando força é a divisão geral da hidrazina (OHzS) para produção de hidrogênio, aproveitando a reação de oxidação anódica da hidrazina (HzOR). HzOR exibe menos elétrons e cinética mais rápida em comparação com OER, tornando-o um caminho promissor. No entanto, permanece um desafio significativo na síntese de eletrocatalisadores bifuncionais para HER e HzOR com baixos sobrepotenciais.

Recentemente, uma equipe de pesquisa na China introduziu uma nova solução na forma de um hidróxido duplo bidimensional multifuncional em camadas derivado de um precursor de folha de estrutura metal-orgânica. Este material é suportado por ouro nanoporoso, proporcionando alta porosidade. O estudo foi publicado na revista Frontiers of Chemical Science and Engineering .

Notavelmente, este eletrocatalisador demonstra atividades atraentes duplas para HER e HzOR. Em termos práticos, a célula OHzS apresenta desempenho superior, necessitando apenas de uma tensão de célula de 0,984 V para fornecer 10 mA∙cm ^-2 , uma melhoria notável em comparação com o sistema OWS (1,849 V).

Além disso, a célula de eletrólise apresenta notável estabilidade, operando continuamente por mais de 130 horas. Esta abordagem inovadora não só aumenta a eficiência da produção de hidrogénio, mas também é uma promessa para um futuro energético mais sustentável e mais limpo.

Mais informações: Yongji Qin et al, Hidróxidos duplos em camadas multifuncionais suportados por ouro nanoporoso para a divisão geral da hidrazina, Frontiers of Chemical Science and Engineering (2023). DOI:10.1007/s11705-023-2373-1
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