Con el aumento de la demanda mundial de energía y la contaminación ambiental, el desarrollo de energía sostenible para reducir el consumo de combustibles fósiles (como petróleo, gas natural y carbón) se ha convertido en la clave para lograr el desarrollo sostenible de la sociedad humana.
La energía del hidrógeno se considera la energía alternativa ideal debido a su alta densidad energética, combustión libre de contaminación y diversas formas de aplicación.
La producción de hidrógeno a partir de la división del agua incluye la reacción de evolución de hidrógeno catódico (HER) y la reacción de evolución de oxígeno anódico (OER), que tiene las características de protección ambiental ecológica, producción flexible y alta pureza, y es una de las tecnologías de producción ecológica ideales. Sin embargo, la cinética lenta intrínseca de la reacción de desprendimiento de oxígeno anódico da como resultado gravemente una baja eficiencia de producción de hidrógeno del cátodo.
Además, durante el proceso de electrólisis del agua, el peróxido de hidrógeno altamente oxidante (H2 O2 ), reduciendo la vida útil de la película para agua electrolítica y dificultando la aplicación práctica de la tecnología de agua electrolítica. Por tanto, es urgente desarrollar nuevos catalizadores electrolíticos de agua de alta eficiencia, estables y de alto valor añadido.
La configuración híbrida de electrólisis de agua (HWE) que combina procesos de reacción de oxidación termodinámicamente favorables en el ánodo y HER en el cátodo se presenta como una alternativa particularmente atractiva para maximizar el H2 producción.
Más importante aún, la sustitución del lento proceso REA por reacciones de oxidación termodinámicamente más favorables supone un avance innovador para enriquecer H2 que ahorra energía y es altamente eficiente. producción, permitiendo al mismo tiempo funcionalidades adicionales como purificar aguas residuales industriales y crear productos químicos de alto valor añadido.
Por lo tanto, es necesario nominar configuraciones de electrocatálisis sinérgicas adecuadas basadas en preceptos electroquímicos de procesos catalíticos electroacoplados.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Qinfang Zhang del Instituto de Tecnología de Yancheng, China, revisó algunas directrices clave para el descubrimiento de sistemas híbridos multifuncionales de electrólisis de agua (HWE) eficientes para la cogeneración de H2 que ahorra energía. 2 y productos de alto valor añadido. Primero se presenta una descripción general del sistema HWE, acompañada de una discusión sobre el diseño y la ingeniería de electrodos/electrocatalizadores altamente reactivos/selectivos/estables para la oxidación anódica de sustratos orgánicos/de biomasa.
Se aclara la comprensión profunda de los posibles mecanismos de reacción desde perspectivas tanto experimentales como teóricas para promover la eficiencia de la electrocatálisis sinérgica. Se revisan enfáticamente los recientes avances en la investigación en el campo de la tecnología HWE, lo que proporciona un nuevo espacio para el H2 de bajo voltaje. generación a partir de productos de desecho y materias primas renovables.
En este trabajo también se presentan las perspectivas de los desafíos existentes con algunas oportunidades para futuras direcciones de investigación. Los resultados fueron publicados en el Chinese Journal of Catalysis .
Más información: Diab khalafallah et al, Producción electroquímica de hidrógeno con ahorro de energía mediante estrategias cogenerativas en electrólisis híbrida del agua:avances y perspectivas recientes, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64544-9
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
