El hidrógeno es ampliamente reconocido como una fuente de energía limpia prometedora, principalmente debido a su alta densidad energética y la ausencia de emisiones de carbono durante su utilización. Esta característica convierte al hidrógeno en un candidato ideal para abordar la creciente demanda energética y mitigar el impacto ambiental asociado al uso excesivo de combustibles fósiles no renovables durante las últimas décadas.
Para aprovechar la energía renovable de fuentes como la solar, la eólica y la mareomotriz, una estrategia convincente implica la conversión de esta energía volátil en hidrógeno. Este enfoque no sólo ayuda a cubrir la brecha de demanda de energía sino que también contribuye a la sostenibilidad general de la sociedad humana.
Actualmente, la división global del agua (OWS) se considera un método viable para la producción de hidrógeno. OWS, impulsado por energía renovable, facilita la generación de hidrógeno a través de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) en el cátodo.
Sin embargo, la eficiencia farádica de la producción de hidrógeno se ve obstaculizada por la reacción de evolución anódica de oxígeno (REA), que se caracteriza por una cinética lenta y un alto potencial termodinámico.
En consecuencia, existe una necesidad apremiante de desarrollar electrocatalizadores avanzados para REA u otras reacciones de oxidación con cinética rápida y potenciales termodinámicos bajos.
Un enfoque alternativo que está ganando terreno es la división general de hidracina (OHzS) para la producción de hidrógeno, aprovechando la reacción de oxidación anódica de hidracina (HzOR). HzOR exhibe menos electrones y una cinética más rápida en comparación con los REA, lo que lo convierte en una vía prometedora. Sin embargo, sigue existiendo un desafío importante en la síntesis de electrocatalizadores bifuncionales tanto para HER como para HzOR con sobrepotenciales bajos.
Recientemente, un equipo de investigación en China introdujo una solución novedosa en forma de un hidróxido doble en capas multifuncional bidimensional derivado de un precursor de lámina de estructura organometálica. Este material está soportado por oro nanoporoso, proporcionando una alta porosidad. El estudio se publica en la revista Frontiers of Chemical Science and Engineering .
Sorprendentemente, este electrocatalizador demuestra actividades atractivas duales tanto para HER como para HzOR. En términos prácticos, la celda OHzS exhibe un rendimiento superior, ya que solo requiere un voltaje de celda de 0,984 V para entregar 10 mA∙cm -2 , una mejora notable respecto al sistema OWS (1.849 V).
Además, la celda de electrólisis exhibe una estabilidad notable, funcionando de forma continua durante más de 130 horas. Este enfoque innovador no solo mejora la eficiencia de la producción de hidrógeno, sino que también promete un futuro energético más sostenible y limpio.
Más información: Yongji Qin et al, Hidróxidos dobles en capas multifuncionales respaldados por oro nanoporoso hacia la división general de hidracina, Fronteras de la ciencia e ingeniería químicas (2023). DOI:10.1007/s11705-023-2373-1
Proporcionado por Frontiers Journals
