Una colaboración entre grupos de investigación del ICIQ demuestra cómo la presencia de un campo magnético externo altera el mecanismo de reacción de la reacción electrocatalítica de desprendimiento de oxígeno.
El 30 de septiembre de 1845, Michael Faraday escribió en su diario:"Considerando la naturaleza de la relación entre las fuerzas magnéticas y eléctricas, creo que debe producirse algún efecto que los imanes y otras formas de aparatos y el progreso de nuestro conocimiento nos permitirán en el futuro. desarrollar." Muchos años después, la relación y la sinergia entre las fuerzas magnéticas y eléctricas siguen siendo intrigantes para los investigadores.
Uno de los efectos magnetoeléctricos más novedosos se ha encontrado en la electroquímica, donde el impacto directo de un campo magnético aplicado para mejorar la cinética de las reacciones electroquímicas se está convirtiendo en una tendencia candente en el campo. Es una observación controvertida que aún no se comprende bien.
Investigadores del ICIQ han publicado un estudio este mes en APL Energy que muestra y confirma, más allá de toda duda razonable, el efecto directo de un magnético externo sobre el mecanismo de reacción de la reacción de evolución de oxígeno (REA), en particular durante la electrólisis del agua para producir hidrógeno verde. Específicamente, el campo magnético favorece una mayor acumulación de especies activas de NiOOH, lo que conduce a una cinética de reacción REA más rápida en la superficie del electrodo.
Este trabajo ha sido realizado por los grupos del Prof. J.R. Galán-Mascarós, la Prof. Núria López y la Dra. Bahareh Khezri, en colaboración con el Instituto de Materiales Avanzados (INAM). "Desde el descubrimiento de este fenómeno, ha habido muchos informes sobre la mejora magneto-electroquímica, pero ninguno de ellos identificó su origen a partir de datos experimentales. Nuestros resultados apuntan hacia su origen microscópico en el sitio activo del catalizador, abriendo posibilidades interesantes para una mayor optimización y explotación", explica el profesor Galán-Mascarós.
"Estos hallazgos subrayan el potencial transformador de la incorporación de campos magnéticos en procesos electroquímicos, ofreciendo un enfoque novedoso para superar las limitaciones de los métodos electrocatalíticos tradicionales", añade el Dr. Khezri.
En este estudio, se ha investigado el efecto de los campos magnéticos sobre los REA electrocatalíticos utilizando dos técnicas potentes. Como explica el Dr. Khezri, "el uso de espectroscopia de impedancia electroquímica y análisis espectroelectroquímicos en condiciones de funcionamiento han proporcionado pruebas concretas de este efecto".
"La combinación de técnicas complementarias ha sido muy potente para entender la evolución del catalizador una vez aplicado el campo magnético. Así que jugamos con estímulos magnéticos, ópticos y eléctricos todos a la vez. Esto fue posible gracias a que los diferentes equipos trabajaron juntos". concluye el profesor Galán-Mascarós.
Más información: C. A. Mesa et al, Evidencias experimentales de la influencia directa de los campos magnéticos externos en el mecanismo de la reacción electrocatalítica de evolución de oxígeno, APL Energy (2024). DOI:10.1063/5.0179761
Proporcionado por Instituto de Investigación Química de Cataluña
