Una técnica para crear un material para la electrólisis de agua rentable utiliza un método químico simple para preparar ánodos a base de níquel para mejorar la reacción de desprendimiento de oxígeno. Las ganancias de eficiencia como esta desarrollada por KAUST son importantes en la evolución de la energía renovable.

Una técnica para crear un material para la electrólisis de agua rentable utiliza un método químico simple para preparar ánodos a base de níquel para mejorar la reacción de desprendimiento de oxígeno. Las ganancias de eficiencia como esta desarrollada por KAUST son importantes en la evolución de la energía renovable.

El hidrógeno almacena una enorme cantidad de energía y, por lo tanto, ofrece un gran potencial como un fuente de energía libre de carbono. El hidrógeno también es abundante en la Tierra, aunque predominantemente en forma de agua. La electrocatálisis puede separar los átomos de hidrógeno de los átomos de oxígeno, pero una consideración crucial es un proceso conocido como evolución de oxígeno. Se sabe que la tasa de creación de oxígeno afecta la tasa general de producción de hidrógeno, por lo que los científicos están buscando un catalizador para mejorar esta reacción.

Metales nobles, como el iridio y el rutenio, tener un excelente rendimiento de evolución de oxígeno, pero son muy caras. Como alternativa más económica, Doctor. el estudiante Tatsuya Shinagawa y el estudiante de prácticas Marcus Ng fueron guiados por el profesor asociado Kazuhiro Takanabe del Centro de Catálisis KAUST para utilizar un método químico simple para mejorar la reacción de evolución del oxígeno.

Los electrocatalizadores a base de níquel han mostrado un rendimiento alentador en experimentos anteriores. Entre ellos, destaca el óxido de níquel-hierro; pero el costo y la complejidad de su síntesis es un inconveniente.

"Los electrolizadores existentes funcionan en entornos extremadamente alcalinos o ácidos, y estas duras condiciones serán costosas cuando sean impulsadas por fuentes de energía renovables, ", dijo Shinagawa." También es importante que la mayoría de los estudios sobre la división del agua electrocatalítica se hayan realizado a temperatura ambiente. Se requieren temperaturas más altas en los sistemas prácticos ".

El protocolo del equipo implica ciclos redox repetidos de níquel en un electrolito de carbonato o fosfato a pH moderado y temperatura de aproximadamente 55 ° C y la evaluación del rendimiento del proceso de separación de agua a temperaturas elevadas (hasta 80 ° C)

La obtención de imágenes del electrodo de níquel resultante con un microscopio electrónico de barrido indicó que el proceso de fabricación reestructura la superficie para crear una capa de hidróxido de óxido de níquel de más de un milímetro de espesor. La estructura tridimensional de esta capa puede atrapar cationes de metales alcalinos débilmente unidos y agua.

El equipo demostró que su electrodo exhibía un rendimiento de reacción de evolución de oxígeno muy superior en comparación con el óxido de níquel-hierro en condiciones de pH casi neutro y a temperaturas comúnmente utilizadas en el procesamiento industrial.

"Esperamos seguir este estudio para comprender mejor las propiedades del material y su rendimiento, "dijo Shinagawa." Por ejemplo, un estudio en profundidad sobre la cinética identificará el paso de reacción limitante sobre el electrocatalizador a base de níquel preparado, lo que conducirá a una mejora adicional de la actividad catalítica ".