Un gruppo di ricerca guidato dal professor Wang Qi dell'Istituto di scienze fisiche di Hefei, Accademia cinese delle scienze, ha sintetizzato con successo un elettrocatalizzatore eterogeneo Ce@CoFe-LDH combinando un semplice metodo idrotermale con un'elettrodeposizione rapida.
I risultati sono stati pubblicati in Inorganic Chemistry Frontiers .
La scissione elettrochimica dell’acqua è vitale per la produzione di energia pulita da idrogeno. La reazione di evoluzione dell'ossigeno (OER) nella scissione dell'acqua è lenta a causa delle complesse fasi di trasferimento degli elettroni. I nanomateriali a base di metalli nobili come Ru o Ir sono catalizzatori OER efficaci ma devono affrontare problemi di scarsità e stabilità. Lo sviluppo di elettrocatalizzatori OER stabili basati su metalli di transizione è fondamentale per applicazioni su larga scala.
In questa ricerca, utilizzando basse concentrazioni di ioni Ce e depositandoli rapidamente, i ricercatori sono riusciti a creare con successo Ce(OH)3 ultrafine nanoparticelle distribuite uniformemente sulla superficie dei nanofili CoFe-LDH.
Questa formazione comporta la generazione di numerose interfacce attive stabili. Lo scambio di elettroni tra Ce(OH)3 ultrafine nanoparticelle e nanofili di CoFe-LDH producono una struttura elettronica ottimale sulla superficie di CoFe-LDH. Di conseguenza, Ce@CoFe-LDH dimostra notevole efficienza e stabilità nel facilitare le OER.
Inoltre, attraverso l'ingegneria dell'interfaccia, la barriera energetica per la fase determinante la velocità (RDS) della reazione viene ridotta, con conseguente miglioramento delle prestazioni catalitiche e della stabilità.
Inoltre, Ce@CoFe-LDH mostra prestazioni superiori rispetto al RuO2 commerciale anodi nella scissione dell'acqua, facendo avanzare significativamente le prospettive di commercializzazione della tecnologia elettrocatalitica di scissione dell'acqua.
Secondo il team, questo studio fornisce nuove idee su come realizzare elettrocatalizzatori che funzionino bene per le OER in modo che l'acqua possa essere divisa su larga scala per ragioni ambientali e di energia pulita.
Ulteriori informazioni: Xuxu Sun et al, Doppio idrossido a strati di CoFe simile a un riccio progettato con interfaccia per l'evoluzione elettrocatalitica dell'ossigeno ad alta efficienza, Inorganic Chemistry Frontiers (2023). DOI:10.1039/D3QI02220J
Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze
