Mientras el mundo busca soluciones sostenibles para satisfacer la creciente demanda de energía, un equipo colaborativo de investigadores de las Universidades de Tartu y Copenhague ha propuesto un enfoque innovador para superar las limitaciones de larga data en la electrocatálisis de oxígeno.
La electrocatálisis de oxígeno implica reacciones, como la evolución del oxígeno y la reacción de reducción, que son cruciales en diversos sistemas de almacenamiento y conversión de energía electroquímica, como la división del agua, las pilas de combustible y las baterías de metal-aire. Estas reacciones implican romper y formar múltiples enlaces químicos, que normalmente tienen altas energías de activación.
Esto dificulta encontrar catalizadores que puedan reducir eficazmente estas barreras energéticas y facilitar las reacciones. Para superar estas limitaciones y acelerar la transición hacia una economía del hidrógeno, se requiere un paradigma novedoso para el diseño de catalizadores. A pesar de las limitaciones teóricas, el equipo de investigación ha descubierto un método práctico para superar las limitaciones.
En un artículo reciente publicado en ACS Catalysis Science and Technology , el equipo de investigación presenta un concepto innovador de electrocatálisis adaptativa a la geometría. Este enfoque utiliza catalizadores que ajustan dinámicamente su geometría durante una reacción, evitando las limitaciones teóricas que han obstaculizado el progreso en la electrocatálisis de oxígeno durante décadas.
"Este concepto tiene el potencial de revolucionar el campo de la electrocatálisis de oxígeno", dice Ritums Cepitis, autor principal del estudio, doctorado de cuarto año. Estudiante de KongiLab en el Instituto de Química. "Nuestro modelo demuestra que la catálisis ideal está al alcance de la mano y, en términos prácticos, podría potencialmente duplicar la eficiencia de las tecnologías de conversión y almacenamiento de energía", añade el Dr. V. Ivaništšev, quien desarrolló la idea con el Prof. J. Rossmeisl durante una beca. en la Universidad de Copenhague.
"Ahora nuestro grupo está preparado para poner en práctica este enfoque. El trabajo de laboratorio exigirá una creatividad aún mayor que la fase de modelado, pero ya vemos avances prometedores", afirma la profesora asociada Nadežda Kongi, líder del grupo de investigación de Materiales funcionales inorgánicos. (KongiLab) en la Universidad de Tartu.
Más información: Ritums Cepitis et al, Evitando las relaciones de escala en la electrocatálisis de oxígeno con catalizadores adaptables a la geometría, Ciencia y tecnología de catálisis (2024). DOI:10.1039/D4CY00036F
Proporcionado por el Consejo de Investigación de Estonia
