La electrólisis del agua es un método eficaz para producir hidrógeno utilizando fuentes de energía renovables. El desarrollo de electrocatalizadores rentables para una reacción de evolución de hidrógeno eficiente y duradera en medios alcalinos es de vital importancia para satisfacer la creciente demanda de hidrógeno.

Los metales del grupo del platino exhiben una actividad excelente en la reacción de evolución de hidrógeno, pero su alto costo dificulta su aplicación generalizada.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Tang Zhiyong y el profesor asociado Zhang Jie del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghái (SARI) de la Academia de Ciencias de China ha propuesto un nuevo método de impresión 3D de fotocurado para fabricar directamente electrocatalizadores estructurados a base de níquel. con una estructura cúbica única similar al gluten y una fuerte interacción catalizador-sustrato.

El estudio fue publicado en Nano Energy .

La impresión 3D de fotocurado tiene un costo de fabricación mucho menor que el de la impresión 3D de fusión selectiva por láser, y un grado de libertad y precisión de impresión mucho mayor que el de la impresión 3D de escritura directa con tinta.

Basándose en esta tecnología, los investigadores optimizaron la composición de la pasta de impresión y el proceso de postratamiento. La superficie del electrodo resultante exhibe una estructura cúbica similar al gluten, donde el Ti existe en un estado amorfo con una fuerte interacción con el Ni, lo que lleva a un aumento de los sitios activos y mejores propiedades electrolíticas.

El electrodo hecho a medida con base de níquel presenta una excelente durabilidad y un sobrepotencial notablemente bajo, superando al catalizador comercial de Pt/C y a la mayoría de los electrocatalizadores de última generación.

Los cálculos de la teoría funcional de la densidad revelan además que el dopaje con Ti disminuye la barrera de energía de disociación del agua y la barrera de energía del hidrógeno, mejorando así la reacción de evolución del hidrógeno.

Este trabajo proporciona una estrategia novedosa para preparar con precisión los catalizadores libres de metales nobles estructurados con actividad mejorada en la electrólisis de agua alcalina. Además, el método de impresión 3D fotocurable desarrollado proporciona una opción alternativa para la fabricación de electrocatalizadores de bajo coste con una arquitectura 3D compleja. + Explora más

Nanopartículas de aleación hueca ultrapequeñas para la catálisis sinérgica de evolución de hidrógeno