El grupo de investigación del profesor Wang Qi de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China ha sintetizado nanocables CoFeP-N co-dopados con hierro y nitrógeno para la división electrocatalítica de agua de alta eficiencia.
Sus resultados, publicados en Catálisis Aplicada B:Medio Ambiente y Energía , demuestran la síntesis de nanocables bifuncionales de CoFeP-N para la evolución de hidrógeno y oxígeno.
La producción de hidrógeno mediante electrólisis utiliza agua como única materia prima para conseguir un ciclo cerrado de gas hidrógeno con cero emisiones de carbono, lo que se considera el método más ecológico y sostenible. Sin embargo, los altos costos limitan el uso generalizado de la producción de hidrógeno electrolítico y requieren catalizadores más rentables y eficientes.
Debido a su bajo costo y alto rendimiento catalítico, se ha demostrado que los nanomateriales basados en metales de transición, que abundan en la Tierra, tienen amplias perspectivas como excelentes electrocatalizadores.
En este estudio, los investigadores introdujeron varios heteroátomos en el soporte para formar un nanocompuesto a base de metales de transición utilizando un método de síntesis de tres pasos de fosfatización hidrotermal y tratamiento con plasma a baja temperatura. Prepararon nanocables bifocales de CoFeP-N para la evolución de hidrógeno y oxígeno a fin de lograr interacciones sinérgicas con el catalizador.
Utilizaron ingeniería de dopaje, ingeniería de interfaz y tratamiento con plasma para hacer que el rendimiento de los catalizadores de metales de transición supere potencialmente a los catalizadores de metales preciosos, manteniendo al mismo tiempo una buena estabilidad cíclica. Esto ayuda a reducir los costos de producción y promover la modernización industrial.
Después de preparar el catalizador CoFeP-N en una celda de electrólisis, su rendimiento de división electrocatalítica del agua puede superar el de las celdas de electrólisis comerciales de metales preciosos en las mismas condiciones. Además, puede funcionar de forma continua durante más de 100 horas sin una degradación evidente del rendimiento.
Este trabajo demuestra un método eficaz para la preparación de electrocatalizadores bifuncionales basados en metales de transición, abriendo nuevas vías para la producción de materiales energéticos avanzados y sostenibles eficientes, estables y asequibles.
Más información: Ruiqi Wang et al, Síntesis asistida por plasma a baja temperatura de nanocables CoFeP-N co-dopados con hierro y nitrógeno para la división electrocatalítica de agua de alta eficiencia, Catálisis aplicada B:Medio ambiente y energía (2024). DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124027
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
