Investigadores de la Ruhr University Bochum (RUB) y la Universidad de Warwick pudieron observar los detalles más pequeños de la producción de hidrógeno con el mineral sintético pentlandita. Esto permite desarrollar estrategias para el diseño de catalizadores robustos y rentables para la producción de hidrógeno. Los grupos de trabajo del Prof. Wolfgang Schuhmann y el Dr. Ulf-Peter Apfel del RUB y el equipo encabezado por el Prof. Patrick R. Unwin de la Universidad de Warwick publicaron sus resultados en la revista. Angewandte Chemie .

El gas hidrógeno se considera una posible fuente futura de energía y se puede producir a partir de agua utilizando catalizadores de platino y electricidad. Sin embargo, Los investigadores buscan catalizadores alternativos hechos de materiales más baratos y más fácilmente disponibles con una eficiencia igualmente alta. Hay una serie de materiales que, como platino, son capaces de catalizar la reacción del agua en hidrógeno. "Estos incluyen calcogenuros metálicos como el mineral pentlandita, que es tan eficiente como el platino y también es significativamente más estable frente a los venenos de los catalizadores como el azufre, "explica Ulf-Peter Apfel. La pentlandita consiste en hierro, níquel y azufre. Su estructura es similar a la de los centros catalíticos de las enzimas productoras de hidrógeno que se encuentran en una variedad de fuentes, incluidas las algas verdes.

En el estudio actual, Los investigadores investigaron las tasas de producción de hidrógeno de superficies cristalinas preparadas artificialmente del mineral pentlandita en una gota de líquido con un diámetro de unos pocos cientos de nanómetros. Usaron microscopía de celda electroquímica de barrido para este propósito.

Esto les permitió aclarar cómo la estructura y composición del material influyen en las propiedades electrocatalíticas del sulfuro de hierro-níquel. Incluso los cambios más pequeños en la relación entre hierro y níquel al variar las condiciones de síntesis o el envejecimiento del material cambiaron considerablemente la actividad en la formación de hidrógeno electroquímico. "Con estos hallazgos, ahora podemos seguir trabajando y desarrollando estrategias para mejorar muchos catalizadores más robustos y baratos, "dice Ulf-Peter Apfel.

Los investigadores también demostraron que el escaneo de microscopía de células electroquímicas permite vincular información sobre la estructura, composición y actividad electroquímica de los materiales de una manera espacialmente resuelta. El método permite así diseñar catalizadores específicamente y producir materiales altamente activos de esta manera. "En el futuro, Por tanto, este método jugará un papel importante en la búsqueda de electrocatalíticamente activos, catalizadores heterogéneos, "dice Wolfgang Schuhmann.