A eletrólise da água é um método eficaz para a produção de hidrogênio usando fontes renováveis ​​de energia. O desenvolvimento de eletrocatalisadores econômicos para uma reação de evolução de hidrogênio eficiente e durável em meio alcalino é de vital importância para atender à crescente demanda de hidrogênio.
Os metais do grupo da platina apresentam excelente atividade na reação de evolução de hidrogênio, mas seu alto custo dificulta sua ampla aplicação.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Tang Zhiyong e pelo Professor Associado Zhang Jie do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai (SARI) da Academia Chinesa de Ciências propôs um novo método de impressão 3D de fotopolimerização para fabricar diretamente eletrocatalisadores estruturados à base de níquel. com estrutura cúbica semelhante ao glúten e forte interação catalisador-substrato.

O estudo foi publicado na Nano Energy .

A impressão 3D de fotopolimerização tem um custo de fabricação muito menor do que o da impressão 3D seletiva de fusão a laser e um grau de liberdade e precisão de impressão muito maior do que o da impressão 3D de escrita direta a tinta.

Com base nessa tecnologia, os pesquisadores otimizaram a composição da pasta de impressão e o processo de pós-tratamento. A superfície do eletrodo resultante exibe uma estrutura cúbica semelhante ao glúten, onde o Ti existe em estado amorfo com forte interação com o Ni, levando a sítios ativos aumentados e propriedades eletrolíticas aprimoradas.

O eletrodo à base de níquel sob medida apresenta excelente durabilidade e um baixo sobrepotencial notável, superando o catalisador comercial de Pt/C e a maioria dos eletrocatalisadores de última geração.

Os cálculos da teoria funcional da densidade revelam ainda que a dopagem do Ti diminui a barreira de energia de dissociação da água e a barreira de energia do hidrogênio, aumentando assim a reação de evolução do hidrogênio.

Este trabalho fornece uma nova estratégia para preparar com precisão os catalisadores livres de metais nobres estruturados com atividade aprimorada em eletrólise de água alcalina. Além disso, o método de impressão 3D fotocurável desenvolvido oferece uma opção alternativa para a fabricação de eletrocatalisadores de baixo custo com arquitetura 3D complexa. + Explorar mais

Nanopartículas de liga oca ultrapequenas para catálise sinérgica de evolução de hidrogênio