Hidróxidos dobles en capas para reacciones de evolución de oxígeno

Para guiar el diseño y la síntesis de electrocatalizadores hacia reacciones de evolución de oxígeno (REL) altamente eficientes, los investigadores de la Universidad de Tecnología Química de Beijing resumieron cuatro estrategias comunes para mejorar el rendimiento REL de hidróxidos dobles por capas (LDH), así como la identificación de sitios activos para LDH.

Publicaron su trabajo el 7 de septiembre en Avances en Materiales Energéticos.

«Con la creciente demanda y consumo de combustibles fósiles, la escasez de energía y contaminación ambiental volverse serio e imposible de ignorar”, dijo el autor correspondiente Mingfei Shao, profesor del Laboratorio Estatal Clave de Ingeniería de Recursos Químicos de la Universidad de Tecnología Química de Beijing, Beijing. energía renovable. El hidrógeno, en particular, es una nueva energía con espléndidas perspectivas de aplicación».

La producción de hidrógeno de alta pureza se puede obtener por separación electroquímica del agua utilizando electricidad transformada a partir de energías renovables como la eólica y la solar. Pero como una de las medias reacciones, la OER es un proceso de cuatro electrones, con un uso de energía de baja eficiencia, según Shao.

Shao y su equipo se enfocan en LDH, un material bidimensional de tipo grande. La amplia capacidad de ajuste, las relaciones molares y los aniones entre capas lo convierten en un catalizador excepcional para OER en medios alcalinos.

«Hemos resumido cuatro estrategias comunes aplicadas para mejorar el rendimiento de los REA de LDH. A través de estas estrategias, se puede reducir el sobrepotencial de REA, lo que lleva a una alta eficiencia en la utilización de la energía», dijo Shao. «Se presenta un trabajo sobre la identificación de sitios activos para LDH. Revelar el mecanismo de reacción y los sitios activos proporciona la guía teórica para diseñar electrocatalizadores eficientes».

El desarrollo y la exploración de catalizadores OER se encuentran principalmente en la etapa experimental en la actualidad, que no puede cumplir con los estándares de uso práctico a gran escala. Por ejemplo, persisten los problemas de aumentar el tamaño de los catalizadores y mantener la estabilidad durante la REA. Además, la mayoría de los métodos de preparación informados de catalizadores basados ​​en LDH son complicados y requieren mucho tiempo, lo que genera altos costos y limita su aplicación, según Shao.

«El reconocimiento de las especies reactivas de oxígeno, como las especies de oxígeno adsorbidas por los sitios activos en la superficie de los electrocatalizadores y los radicales de oxígeno dispersos en solución durante la OER, sigue siendo ambiguo debido a la existencia inestable e inaparente de especies reactivas. especies de oxígeno«, Dijo Shao. «Después de reconocer estos especies de oxígeno reactivascómo aprovechar esto para obtener REA más efectivos siempre es vital».

“Esperamos que esta revisión pueda ofrecer información para identificar mejor el sitios web activos para LDH con el objetivo de proporcionar orientación para el diseño de electrocatalizadores más avanzados para la separación electroquímica del agua”, dijo Shao.

Proporcionado por Beijing Institute of Technology Press