O grupo de pesquisa do professor Wang Qi dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei da Academia Chinesa de Ciências sintetizou nanofios CoFeP-N co-dopados com ferro e nitrogênio para divisão eletrocatalítica de água de alta eficiência.



Seus resultados, publicados em Applied Catalysis B:Environment and Energy , demonstram a síntese de nanofios bifuncionais de CoFeP-N para evolução de hidrogênio e oxigênio.

A produção de hidrogénio por eletrólise utiliza a água como única matéria-prima para alcançar um ciclo fechado de gás hidrogénio com zero emissões de carbono, que é considerado o método mais verde e sustentável. No entanto, os altos custos limitam o uso generalizado da produção de hidrogênio eletrolítico e exigem catalisadores mais econômicos e eficientes.

Devido ao seu baixo custo e alto desempenho catalítico, os nanomateriais à base de metais de transição, que são abundantes na Terra, demonstraram ter amplas perspectivas como excelentes eletrocatalisadores.

Neste estudo, os pesquisadores introduziram vários heteroátomos no transportador para formar um nanocompósito à base de metal de transição usando um método de síntese em três etapas de fosfatização hidrotérmica e tratamento com plasma de baixa temperatura. Eles prepararam nanofios bifocais de CoFeP-N para evolução de hidrogênio e oxigênio para obter interações sinérgicas com o catalisador.

Eles usaram engenharia de dopagem, engenharia de interface e tratamento de plasma para fazer com que o desempenho dos catalisadores de metais de transição superasse potencialmente os catalisadores de metais preciosos, mantendo ao mesmo tempo uma boa estabilidade de ciclagem. Isto ajuda a reduzir os custos de produção e a promover a modernização industrial.

Depois que o catalisador CoFeP-N é preparado em uma célula de eletrólise, seu desempenho eletrocatalítico de divisão de água pode exceder o das células comerciais de eletrólise de metais preciosos nas mesmas condições. Além disso, pode funcionar continuamente por mais de 100 horas sem degradação óbvia do desempenho.

Este trabalho demonstra um método eficaz para a preparação de eletrocatalisadores bifuncionais à base de metais de transição, abrindo novos caminhos para a produção de materiais energéticos avançados e sustentáveis ​​eficientes, estáveis ​​e acessíveis.

Mais informações: Ruiqi Wang et al, Síntese assistida por plasma de baixa temperatura de nanofios CoFeP-N co-dopados com nitrogênio para divisão eletrocatalítica de água de alta eficiência, Catálise Aplicada B:Meio Ambiente e Energia (2024). DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124027
Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências