Un equipo de investigación liderado conjuntamente por el profesor Gun-Tae Kim y el profesor Jun-Hee Lee en la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST, ha logrado desarrollar catalizadores de óxido de perovskita de alto rendimiento utilizando materiales de óxido de metal de transición tardío. Por lo tanto, descubrieron la razón detrás del rendimiento mejorado tanto de la reacción de reducción de oxígeno (ORR) como de la reacción de evolución de oxígeno (OER), lo que se ha explicado por el cambio en el estado de oxidación del metal de transición provocado por el aumento de las vacantes de oxígeno.

Los catalizadores de óxido de perovskita están compuestos de lantánidos, metal de transición y oxígeno. Debido a la excelente conductividad eléctrica y la actividad ORR / OER bifuncional, Estos catalizadores se han considerado un candidato atractivo para baterías de metal-aire o pilas de combustible. en el que reacciones opuestas, como la carga y descarga se producen de forma constante. Sin embargo, debido al alto costo y la baja estabilidad de los catalizadores de metales nobles, se desea encarecidamente el desarrollo de alternativas.

El equipo de investigación conjunto investigó la relación entre la actividad catalítica bifuncional y la estructura electrónica de los óxidos de perovskita modificados de Sm _0,5 Sr _0,5 Arrullo _{3 − δ} (SSC) mediante la introducción de vacantes de oxígeno sin el cambio en la superficie, propiedades físicas, y composición química. En el estudio, se seleccionó la perovskita a base de cobalto como catalizador de óxido de metal de transición tardío que tiene actividad bifuncional para el ORR y OER. La mejora bifuncional fue respaldada por los resultados bien ajustados tanto de los cálculos de DFT teóricos como de las mediciones electroquímicas experimentales.

"Se sabe que la actividad ORR de los óxidos de perovskita se produce cuando se forman vacantes de oxígeno, pero los catalizadores recientemente desarrollados exhiben una buena bifuncionalidad tanto para ORR como para OER, ", dice el profesor Lee." El rendimiento mejorado tanto de ORR como de REA se explica por el cambio en el estado de oxidación del metal de transición causado por el aumento de las vacantes de oxígeno ".

"Nuestros resultados sugieren que los óxidos de metales de transición tardíos pueden utilizarse como catalizadores bifuncionales eficientes mediante la introducción de vacantes de oxígeno, ", dice el profesor Kim." Esperamos que este enfoque pueda acelerar el descubrimiento y diseño de catalizadores bifuncionales altamente eficientes ".