C-SACs con interacciones metal-metal. Comparación de los C-SAC con los SAC aislados convencionales y los catalizadores de nanopartículas/clústeres metálicos soportados desde la perspectiva de la distribución espacial, las interacciones entre sitios y la coordinación local. Crédito:Avances científicos (2022). DOI:10.1126/sciadv.abo0762
Un equipo de investigadores de la Universidad de Adelaida está realizando una investigación fundamental sobre nuevos tipos de electrocatalizadores de base metálica de alto rendimiento y bajo costo que son la clave para el desarrollo de soluciones de energía sostenible y ayudan a lograr la neutralidad de carbono. Están desarrollando catalizadores que se pueden "adaptar" a diferentes usos.
Un electrocatalizador es un catalizador que aumenta la velocidad de las reacciones de oxidación y reducción en una celda electroquímica o electrolizador. Las mejoras en el rendimiento de los electrocatalizadores mejoran la eficiencia del dispositivo, que son fundamentales para almacenar y convertir la energía renovable generada por parques solares y eólicos ubicados en lugares remotos.
"Los catalizadores de un solo átomo son candidatos prometedores para la próxima generación de electrocatalizadores altamente eficientes", dijo el profesor Shizhang Qiao de la Universidad de Adelaide, director del Centro de Materiales en Energía y Catálisis, quien dirige el equipo.
"Se benefician de la alta utilización atómica:la eficiencia con la que se utilizan los materiales en una reacción, lo que ayuda a reducir el costo de las aplicaciones de generación y conversión de energía. Sin embargo, la simplicidad de la estructura geométrica restringe su aplicación.
"Estamos trabajando en una nueva clase de catalizadores de un solo átomo correlacionados con átomos simples de metales vecinos, lo que brinda más oportunidades para lograr una modificación estructural", dijo el profesor Qiao.
"Al controlar las interacciones metal-metal entre átomos individuales de metal, hemos podido regular la estructura geométrica y electrónica de los sitios activos y, por lo tanto, facilitar la mejora del rendimiento hacia una gama más amplia de aplicaciones electrocatalíticas.
"Al examinar críticamente el progreso reciente, delineamos las direcciones para el trabajo futuro en el diseño y desarrollo de catalizadores de un solo átomo correlacionados de alto rendimiento".
Estos avances de investigación fundamentales inspirarán el diseño racional de electrocatalizadores de base metálica con alto rendimiento y bajo costo, lo que beneficiará el desarrollo de soluciones de energía sostenible.
El equipo, que revisó críticamente la literatura actual y estableció direcciones de investigación futuras, publicó sus hallazgos en la revista Science Advances . La tecnología química de azufre mejora la vida útil de las baterías
