p O sanduíche é um alimento preparado pelos nobres do século XVIII para jogar cartas sem interrupções. Carne ou vegetais eram colocados em camadas e depois colocados entre os pães para serem comidos rapidamente durante o jogo. Este alimento eficiente também forneceu muitas calorias e nutrição. Uma equipe de pesquisa da POSTECH descobriu que a disposição em camadas como o sanduíche é uma excelente maneira de obter energia de hidrogênio, uma fonte alternativa de energia para combustíveis fósseis. p A equipe de pesquisa liderada pelo professor In Su Lee, SunWoo Jang, um estudante do MS / Ph.D. programa integrado, e o Dr. Soumen Dutta, do Departamento de Química da POSTECH, desenvolveram juntos um catalisador estruturado em sanduíche que pode gerar energia de hidrogênio com eficiência, ativando a eletrólise da água. Os resultados da pesquisa foram publicados recentemente no jornal internacional da American Chemical Society ACS Nano .

p As células de combustível de hidrogênio são dispositivos de geração de energia ecologicamente corretos que geram eletricidade usando reações químicas que produzem água (H ₂ O) de oxigênio (O ₂ ) e hidrogênio (H ₂ ) Com o recente lançamento de veículos movidos a hidrogênio e a disseminação de células a combustível de hidrogênio nas residências, o hidrogênio é amplamente visto como a fonte de energia da próxima geração para substituir os combustíveis fósseis. A maneira como a água é decomposta e o hidrogênio é produzido usando a corrente excedente obtida da energia solar ou eólica é considerada a maneira mais fácil e ecológica de produzir combustível de hidrogênio de alta pureza em grandes quantidades. Contudo, este método tem a desvantagem de ser de baixa eficiência de produção e alto custo. A fim de reduzir o preço unitário do combustível hidrogênio produzido por eletrólise da água, é necessário desenvolver catalisadores eletroquímicos altamente ativos e estáveis ​​que possam maximizar a eficiência de geração de hidrogênio.

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p Platina (Pt) tem sido considerada o catalisador mais adequado para reações de produção de hidrogênio, mas sua baixa afinidade por moléculas de água e a taxa lenta resultante de eletrólise de água tornam difícil a aplicação a processos comerciais que ocorrem sob condições de eletrólito alcalino. Para compensar essas limitações, muitas tentativas têm sido feitas para combinar sulfeto de metal com nanopartículas de platina que promovem a eletrólise da água, mas a natureza instável das superfícies de platina / sulfeto metálico apresenta outra fraqueza que reduz significativamente a durabilidade dos catalisadores.

p Em resposta, a equipe de pesquisa projetou uma forma bidimensional de interface de platina / hidróxido de metal para melhorar a eficiência e durabilidade dos catalisadores ao mesmo tempo. Em uma técnica original para cultivar uma camada de platina de cerca de 1 nm na superfície de níquel / ferro-hidróxido duplo (LDH), que tem vários nanômetros de espessura, Materiais nano-híbridos 2-D-2-D na forma de sanduíches contendo placas 2-D-níquel / hidróxido de ferro-nano foram sintetizados com sucesso.

p O catalisador sanduíche sintetizado tem um efeito catalítico sinérgico entre o hidróxido de metal e a platina, que estão em contato próximo através de uma ampla interface 2-D-2-D. Neste momento, mostra mais de 6 vezes a atividade do material catalítico convencional (20% -Pt / C), e mantém a função catalítica estável sem diminuir a atividade mesmo na eletrólise da água produtora de hidrogênio por mais de 50 horas.

p "Os catalisadores sanduíche têm a maior atividade catalítica de produção de hidrogênio em solução alcalina entre as substâncias que não usam suportes de carbono, mas são significativamente mais duráveis ​​do que catalisadores eletroquímicos semelhantes que são estáveis ​​por apenas três a cinco horas, "disse o professor In Su Lee que liderou a pesquisa." Esperamos que sejam aplicados no desenvolvimento de um processo de baixo custo para a produção de hidrogênio. "