El catalizador desarrollado por el equipo de investigación de KIST utiliza un 20% menos de iridio, un metal precioso, que los catalizadores existentes y muestra al menos un 31% más de rendimiento. Se realizó una prueba a largo plazo con agua del grifo para verificar la viabilidad práctica del catalizador. Cuando se prueba, el catalizador mantuvo un alto nivel de rendimiento durante cientos de horas, indicando alta durabilidad Cuando el catalizador desarrollado se aplicó al sistema de conversión de dióxido de carbono real, la energía requerida durante el proceso se redujo a más de la mitad. Esto resultó en más del doble de la cantidad de compuestos típicamente producidos al mismo voltaje usando otros catalizadores de óxido de iridio. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST, Presidente interino:Yoon Seok-jin) anunció que un equipo de investigación, dirigido por el Dr. Oh Hyung-Suk y el Dr. Lee Woong-hee, en el Centro de Investigación de Energía Limpia en KIST, desarrolló una tecnología para reducir el uso de catalizadores de metales preciosos en los electrodos donde se produce oxígeno. El uso de catalizadores de metales preciosos es uno de los problemas que dificulta la aplicación práctica de la tecnología de fotosíntesis artificial.
La tecnología de la fotosíntesis artificial implica recrear artificialmente un proceso, como el proceso visto en las plantas, por que agua, luz del sol, y dióxido de carbono (CO 2 ) se convierten en hidrocarburos y oxígeno, con clorofila como catalizador. Esta tecnología ha recibido mucha atención porque puede producir energía limpia y productos químicos de valor agregado mientras que al mismo tiempo absorbe dióxido de carbono.
Para que esta tecnología sea comercializada, la eficiencia del catalizador, que en las plantas, es la clorofila, deben mejorarse y los costos asociados deben reducirse. De los catalizadores electroquímicos efectivos que se han estudiado hasta ahora, Se ha descubierto que los catalizadores a base de iridio son algunos de los más estables y de alto rendimiento y, por lo tanto, son ampliamente conocidos como algunos de los mejores catalizadores productores de oxígeno. Sin embargo, el iridio es caro y sus reservas y volumen de producción son bastante limitados. Recientemente, Se han realizado muchas investigaciones sobre cómo reducir el uso de iridio y mejorar el rendimiento del catalizador.
Uno de los métodos más efectivos para reducir el uso de iridio es fabricar un catalizador de aleación de iridio a nanoescala utilizando metales de bajo precio. El equipo de investigación conjunto de KIST-Technical University Berlin (TU-Berlin) desarrolló un nanocatalizador de núcleo y capa con una capa de óxido de iridio mediante el uso de nanopartículas de aleación de iridio y cobalto para reducir el uso de iridio.
El equipo de investigación de KIST utilizó varias técnicas analíticas in situ / operando para diseñar un catalizador eficaz. Usando una espectroscopia de absorción de rayos X in situ / operando, encontraron que el catalizador, con su estructura núcleo-caparazón, tuvo un alto rendimiento debido a la corta distancia entre el iridio y el oxígeno en el catalizador. Examinaron además el catalizador, utilizando una técnica analítica de plasma acoplado inductivamente (ICP) in situ / operando, y encontró que tenía una alta durabilidad debido a la pérdida relativamente pequeña del catalizador. Es incluso más significativo que estos resultados se obtuvieron durante los procesos reales de reacción del catalizador. Los resultados de estos análisis se seguirán utilizando para diseñar varios catalizadores. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
El equipo de investigación de KIST utilizó varias técnicas analíticas in situ / operando para diseñar un catalizador eficaz. Usando una espectroscopia de absorción de rayos X in situ / operando, encontraron que el catalizador, con su estructura núcleo-caparazón, tuvo un alto rendimiento debido a la corta distancia entre el iridio y el oxígeno en el catalizador. Examinaron además el catalizador, utilizando una técnica analítica de plasma acoplado inductivamente (ICP) in situ / operando, y encontró que tenía una alta durabilidad debido a la pérdida relativamente pequeña del catalizador. Es incluso más significativo que estos resultados se obtuvieron durante los procesos reales de reacción del catalizador. Los resultados de estos análisis se seguirán utilizando para diseñar varios catalizadores.
El catalizador desarrollado por el equipo de investigación de KIST utiliza un 20% menos de iridio, un metal precioso, que los catalizadores existentes y muestra al menos un 31% más de rendimiento. Se realizó una prueba a largo plazo con agua del grifo para verificar la viabilidad práctica del catalizador. Cuando se prueba, el catalizador mantuvo un alto nivel de rendimiento durante cientos de horas, lo que indica una alta durabilidad.
Cuando el catalizador desarrollado se aplicó al sistema de conversión de dióxido de carbono real, la energía requerida durante el proceso se redujo a más de la mitad. Esto resultó en más del doble de la cantidad de compuestos típicamente producidos al mismo voltaje usando otros catalizadores de óxido de iridio.
"Utilizamos un núcleo de aleación de iridio-cobalto y un nanocatalizador de núcleo-capa con una capa de óxido de iridio para mejorar considerablemente el rendimiento de la reacción de evolución de oxígeno y la durabilidad, cuáles eran los problemas asociados anteriormente con el CO electroquímico 2 sistema de conversión, "dijo el Dr. Oh Hyung-Suk de KIST, quien dirigió la investigación. "Espero que esta investigación contribuya en gran medida a la viabilidad del CO2 electroquímico 2 sistema de conversión, ya que se puede aplicar a los sistemas de electrólisis de agua para la producción de hidrógeno, así como a varios otros sistemas de electrólisis ".
