En el contexto del agotamiento gradual de los combustibles fósiles y la crisis energética, la energía del hidrógeno ha atraído una amplia atención debido a su altísima densidad energética y sus propiedades ecológicas. Sin embargo, la mayor parte de la producción de hidrógeno todavía depende de combustibles fósiles, con menos de 1 millón de toneladas producidas como hidrógeno de bajas emisiones en 2021, lo que significa que tiene beneficios limitados para mitigar la crisis energética y la degradación ambiental.
Alternativamente, la producción de hidrógeno mediante electrólisis de agua tiene las ventajas de productos no contaminantes, regeneración sostenible y abundante almacenamiento de reactivos, lo que la convierte en una opción atractiva para un mayor desarrollo.
Dado que impulsar la electrólisis del agua requiere superar un sobrepotencial significativo, es esencial utilizar catalizadores eficientes que puedan reducir el sobrepotencial. Los materiales a base de doble hidróxido en capas (LDH) se consideran electrocatalizadores prometedores para la división del agua debido a las ventajas de una estructura en capas única, sintonizabilidad flexible, alta superficie específica y distribución distinta de electrones.
Sin embargo, la baja conductividad y los sitios activos limitados obstaculizan las aplicaciones industriales de los electrocatalizadores basados en LDH. La ingeniería de defectos es una estrategia eficaz para ajustar la microestructura de la superficie local y la estructura electrónica, lo que puede abordar de manera eficiente los inconvenientes de la LDH.
Recientemente, el equipo del profesor Deli Wang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (China) informó sobre las recientes estrategias de fabricación de defectos en la LDH y discutió sistemáticamente cómo los defectos afectan el comportamiento electrocatalítico de la LDH. La revisión fue publicada en el Chinese Journal of Catalysis
Para empezar, se presenta el mecanismo fundamental de la electrólisis del agua y los desafíos que enfrenta el LDH como electrocatalizador para la electrólisis del agua. Y luego, se presenta la superioridad de la ingeniería de defectos para mejorar el rendimiento electrocatalítico de la LDH y se resumen y analizan en detalle una serie de estrategias de fabricación de defectos en la LDH.
Posteriormente, se analiza y discute la relación entre actividad catalítica, estabilidad, morfología, estructura, composición y tipos de defectos. Finalmente, se discuten los desafíos y perspectivas de aplicar la ingeniería de defectos en LDH.
Más información: Junhao Yang et al, Ingeniería de defectos de electrocatalizador a base de hidróxido doble en capas para la división del agua, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64557-7
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
