Los químicos del Centro de Ciencias Electroquímicas de la Ruhr-Universität Bochum han desarrollado un catalizador con propiedades de autocuración. Bajo las desafiantes condiciones de la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno, el material catalizador se regenera a sí mismo, siempre que los componentes necesarios para ello estén presentes en la solución de electrolito. Un equipo que involucra a Stefan Barwe, El profesor Dr. Wolfgang Schuhmann y el Dr. Edgar Ventosa de la Cátedra Bochum de Química Analítica informan sobre esto en la revista. Edición internacional Angewandte Chemie . El trabajo se llevó a cabo como parte del clúster de excelencia Resolv.

El hidrógeno se considera una fuente de energía del futuro. Sin embargo, encontrar catalizadores estables y eficientes para sintetizarlo es un desafío. Esta síntesis se realiza mediante electrólisis de agua, con hidrógeno creado en un electrodo y oxígeno en el otro. Los electrodos están cubiertos con una película de catalizador, que es atacado durante la reacción y se vuelve menos eficaz.

La superficie del catalizador se forma por sí sola

En un estudio de viabilidad, los químicos de Bochum demostraron una nueva forma de crear una película de catalizador altamente estable. Agregaron nanopartículas de catalizador en forma de polvo a la solución, que rodea los electrodos. Las partículas bombeadas a través de las cámaras de los electrodos chocan con la superficie del electrodo; allí, se forma una película de partículas basada en fuerzas de atracción electrostática. Las partículas con una superficie cargada positivamente se depositan en el ánodo y las partículas con una superficie cargada negativamente en el cátodo. La película de catalizador se forma así por sí misma.

A través del mismo mecanismo, la superficie del catalizador se regeneró durante la reacción. Nuevas nanopartículas de la solución se trasladaron a los electrodos, donde refrescaron la película de catalizador gastada. Este efecto de autocuración duró mientras las partículas de catalizador estuvieran presentes en la solución.

Estable durante varios días

Los investigadores trabajaron con electrodos de níquel. Probaron dos polvos de catalizador diferentes para los dos electrodos, uno es un material a base de níquel y otro a base de cobalto. Todos los materiales del catalizador formaron una película de unos pocos micrómetros de espesor en los electrodos, como confirmaron las capturas microscópicas electrónicas. Las mediciones también mostraron que se formaron sistemas funcionales que producían hidrógeno de manera estable durante varios días.

En estudios posteriores, los químicos ahora quieren investigar más de cerca la influencia de la forma y el tamaño de las partículas, así como la influencia de la solución de electrolitos en la eficiencia y estabilidad de los catalizadores.