Il gruppo di ricerca del Prof. Wang Qi dell'Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze ha sintetizzato nanofili CoFeP-N co-drogati con ferro e azoto per la scissione elettrocatalitica dell'acqua ad alta efficienza.
I loro risultati, pubblicati in Applied Catalysis B:Environment and Energy , dimostrano la sintesi di nanofili bifunzionali CoFeP-N per l'evoluzione sia dell'idrogeno che dell'ossigeno.
La produzione di idrogeno mediante elettrolisi utilizza l’acqua come unica materia prima per ottenere un ciclo chiuso di gas idrogeno con zero emissioni di carbonio, considerato il metodo più ecologico e sostenibile. Tuttavia, i costi elevati limitano l'uso diffuso della produzione di idrogeno elettrolitico e richiedono catalizzatori più economici ed efficienti.
Grazie al loro basso costo e alle elevate prestazioni catalitiche, i nanomateriali a base di metalli di transizione, che sono abbondanti sulla Terra, hanno dimostrato di avere ampie prospettive come eccellenti elettrocatalizzatori.
In questo studio, i ricercatori hanno introdotto vari eteroatomi nel vettore per formare un nanocomposito a base di metalli di transizione utilizzando un metodo di sintesi in tre fasi di fosfatazione idrotermale e trattamento al plasma a bassa temperatura. Hanno preparato nanofili bifocali CoFeP-N per l'evoluzione di idrogeno e ossigeno per ottenere interazioni sinergiche con il catalizzatore.
Hanno utilizzato l'ingegneria del drogaggio, l'ingegneria dell'interfaccia e il trattamento al plasma per fare in modo che le prestazioni dei catalizzatori di metalli di transizione superino potenzialmente i catalizzatori di metalli preziosi, pur mantenendo una buona stabilità del ciclo. Ciò contribuisce a ridurre i costi di produzione e a promuovere l'ammodernamento industriale.
Dopo che il catalizzatore CoFeP-N è stato preparato in una cella di elettrolisi, le sue prestazioni di scissione dell'acqua elettrocatalitica possono superare quelle delle celle di elettrolisi di metalli preziosi commerciali nelle stesse condizioni. Inoltre, può funzionare ininterrottamente per più di 100 ore senza evidente degrado delle prestazioni.
Questo lavoro dimostra un metodo efficace per la preparazione di elettrocatalizzatori bifunzionali a base di metalli di transizione, aprendo nuove strade per la produzione di materiali energetici avanzati e sostenibili efficienti, stabili e convenienti.
Ulteriori informazioni: Ruiqi Wang et al, Sintesi assistita da plasma a bassa temperatura di nanofili CoFeP-N co-drogati con ferro e azoto per la scissione elettrocatalitica dell'acqua ad alta efficienza, Catalisi applicata B:ambiente ed energia (2024). DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124027
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
